台湾大学(NTU)研究人员在精密陶瓷制造领域取得重大突破,成功开发出一种新工艺,可生产极低收缩率且接近全密度的陶瓷零件,克服了该领域长期存在的技术障碍。
研究团队调配出超高固相含量悬浮液(83体积%),并具备优异的流动性,旨在开发适用于高精度应用的制造方法。
高温处理通常导致陶瓷过度烧结收缩和密度不足,由于大量聚合物粘结剂被去除,造成尺寸精度丧失。变形和缺陷问题一直困扰着该工艺的最终产品质量。
提高超高固相含量悬浮液的打印性能成为解决问题的关键,台湾大学团队的研究成果有望提供潜在的解决方案。
廖英志教授,台湾大学
"这一策略代表了陶瓷3D打印领域的重要里程碑,"该研究共同通讯作者、台湾大学化学工程系教授廖英志博士表示。"通过将材料设计、打印工艺和热处理整合为统一策略,我们首次实现了精度与复杂度的兼得。"
研究团队利用高浓度悬浮液实现了低于6.5%的收缩率和近100%的相对密度,树立了3D打印陶瓷尺寸精度的新标杆。
通过合理选择树脂组分和控制颗粒特性来调控流变行为,该工艺在保持光固化(VPP)兼容粘度和剪切响应的同时,实现了创纪录的高固相含量。尽管固相含量极高,仅需极少量添加剂即可实现清晰的特征定义和高尺寸保真度,从而获得可靠的3D打印效果。
该研究称,这一进展"为下一代高精度工程应用铺平了道路"。
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