AGC Ceramics 和 voxeljet 開發(fā)新型3D打印陶瓷 Brightorb

2021年6月17日,，南極熊獲悉,，日本陶瓷專家AGC Ceramics Co. , Ltd ( AGCC ) 和voxeljet AG對(duì)高性能陶瓷材料 Brightorb 進(jìn)行了 3D 打印,。除了在結(jié)構(gòu)部件和藝術(shù)品生產(chǎn)中的潛在應(yīng)用外,，該材料還特別適合用于3D打印金屬鑄造的高度復(fù)雜的模具和型芯,。

Brightorb 是在 VX1000 上開發(fā)的,，構(gòu)建體積為 1000 x 600 x 500 毫米,。一層一層的將陶瓷顆粒與無機(jī)粘合劑粘合在一起，堆疊成型,。新型陶瓷材料的目標(biāo)應(yīng)用包括用于砂型和熔模鑄造的高性能型芯,、陶瓷過濾器,、結(jié)構(gòu)部件以及藝術(shù)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

△AGCC和voxeljet密切合作,，專門針對(duì)Brightorb材料量身定制了VX1000 3D打印機(jī)

Brightorb牌陶瓷材料由球狀砂組成,，主要成分為80%氧化鋁(Al2O3) 、10%氧化鋯(ZrO2) ,、 9%氧化硅(SiO2),、礦物剛玉、斜鋯石和各種水泥,。在 3D 打印過程中,， 構(gòu)建平臺(tái)中堆疊Brightorb，平均粒度為 50 μm,，層厚為 100 μm,，并選擇性地與無機(jī)粘合劑粘合。

無機(jī)粘合劑的特點(diǎn)是高環(huán)境相容性,，在成型過程中只產(chǎn)生水蒸氣,。這極大地改善了鑄造廠的環(huán)境和工作條件。為了終端應(yīng)用的打印陶瓷,，打印組件需要用二氧化硅基液體進(jìn)行浸漬,，然后在燒結(jié)爐中燒制以獲得最終強(qiáng)度。大部分未打印的粉末可以再加工,、回收,，并重復(fù)用到打印過程中。


△使用 Brightorb 3D打印的熔模鑄造芯在化學(xué)穩(wěn)定性,、耐熱性,、導(dǎo)熱性和低熱膨脹方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)

“長(zhǎng)期以來，我們注意到客戶對(duì)日益復(fù)雜幾何形狀零件的需求不斷增長(zhǎng),，”voxeljet 首席執(zhí)行官 Ingo Ederer 博士解釋說,。“3D 打印幾何自由的巨大優(yōu)勢(shì)在于,，幾何調(diào)整可以顯著優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)或渦輪葉輪的效率和有效性,。如此復(fù)雜的部件仍然可以使用傳統(tǒng)的成型工藝生產(chǎn)，這是很少見的,。通過與 AGCC 的密切合作,，我們能夠優(yōu)化使用陶瓷粉末的 VX1000設(shè)備，使其非常適合具有挑戰(zhàn)性的金屬鑄造需求,。無論是強(qiáng)度還是表面質(zhì)量,。

△除了工業(yè)技術(shù)應(yīng)用，Brightorb 還可用于設(shè)計(jì),，如瓷磚或其他裝飾元素和商品

例如,，3D 打印陶瓷用作熔模鑄造工藝的核心,，以便在鑄件中重現(xiàn)復(fù)雜的細(xì)絲腔。在這個(gè)過程中,，花絲芯與傳統(tǒng)的蠟?zāi)Ｏ嘟Y(jié)合,。在鑄造前燒掉,。剩下的是一個(gè)空心陶瓷模具,，其中仍然插入了打印芯。然后將熔融金屬倒入模具中,。冷卻后,，移除模具和型芯。

該工藝可以在渦輪葉片中集成內(nèi)部冷卻通道,，從而提高渦輪效率,，并減少停機(jī)時(shí)間。


AGCC 增材制造總監(jiān) Ushimaru 先生也很滿意：“Brightorb 是一種高性能陶瓷,，由于高化學(xué)穩(wěn)定性,、耐熱性、導(dǎo)熱性和低熱膨脹性,，非常適合金屬鑄造,。我們能夠以這樣的方式優(yōu)化材料應(yīng)用，使得在 1,400°C 的下游燒結(jié)過程中打印零件的收縮系數(shù)小于 1%,。這意味著這些組件也適用于花絲芯設(shè)計(jì),。由于具有高耐火性，因此可以鑄造熔點(diǎn)超過 1,600°C 的合金,�,？傮w而言，陶瓷發(fā)揮重要作用的材料,，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)3D打印的制造方式

Brightorb 在德國(guó)巴伐利亞州弗里德貝格的 voxeljet 材料認(rèn)證實(shí)驗(yàn)室獲得了認(rèn)證,。粉末由 AGCC 開發(fā)，并與 voxeljet 合作適用于 3D 打印,。Brightorb 將于 2021 年 7 月起開始商業(yè)化銷售,，用于3D打印系統(tǒng)和按需制造服務(wù)。