スイスの大学の博士課程の学生がセラミック 3D プリンティングの画期的な技術を開発

Jun 07, 2023

スイスの SUPSI 大学の博士課程プロジェクトで、Marco Pelanconi は複雑なセラミック構造用のハイブリッド AM プロセスを開発しました。

オリバー・ジョンソン著

2023 年 5 月 24 日

15:13

サプシ大学

ハイブリッドマテリアル研究チーム

複雑なセラミック構造を作成するための新しいハイブリッド 3D プリンティング プロセスが、「画期的な」博士号プロジェクトと呼ばれるもので開発されました。南スイス応用科学芸術大学 （補足）。 マルコ・ペランコーニは、アルベルト・オルトーナ教授の博士候補者として躍進を遂げた。パドヴァ大学。

のハイブリッド材料研究室 SUPSI 大学の (HM Lab) は、20 年にわたりセラミック 3D プリンティング材料の研究を行ってきました。 2019 年、オルトーナ教授は、多孔質 3D プリントがセラミック材料に対して持つ可能性を実証しました。 ペランコーニ氏は、同じ研究分野で博士論文の弁護に成功しました。

ペランコーニ氏は博士論文プロジェクトとして、複雑なセラミック構造を製造するための最適化された 3D プリンティング プロセスを開発しました。 このアプローチには、SLS による高微孔性のポリマー プリフォームの 3D プリンティングと、プレセラミック ポリマーの浸透を組み合わせた方法が含まれます。 次に、熱分解を使用して、約 1000°C でポリマーからセラミックへの変換が行われます。 同大学によると、最終的な緻密化は溶融シリコンの浸透によって行われ、高密度のセラミック部品が得られるという。

このプロジェクトでは Sintratec キットが使用されました。 Pelanconi 氏によると、キットのオープン パラメーターはプロジェクトに役立ちました。 同氏は、「このキットを使用すると、粉末の表面温度、層の厚さ、レーザー速度、ハッチングの間隔などを含む多くの印刷パラメーターを変更できるため、3D 印刷部品の多孔性を簡単に制御できるようになりました。」と述べました。

ペランコーニ氏は、これらの要因を変えることで、さらなる浸透に不可欠な理想的な気孔率と高い部品品質を達成することができたと述べています。

この方法を複雑な形状にどのように使用できるかを説明するために、ペランコーニ氏は、回転立方体とジャイロイドという、異なるトポロジーを持つ 2 つの円筒状の多孔質構造に研究を集中させました。 PA12 で印刷し、その後セラミックに変換した後、機械エンジニアによれば、得られた部品は「優れた機械的および熱的特性」を示しました。

Sintratec キットとセラミック部品の 1 つ

ペランコーニ氏は、-25% の収縮にもかかわらず、プリントは歪みや大きな亀裂もなく形状を維持したと述べています。 同氏はまた、プロセスをさらに最適化することで、部品の二軸強度 ​​165 MPa をさらに高めることができるとも述べた。

ペランコーニ氏は、複雑なセラミック構造の可能性について、「これらのクラスの材料は、高温耐性、高酸化耐性、高熱衝撃耐性、高強度など、鋼では提供できない比類のない熱機械特性を提供します。」と付け加えた。

同大学は、HM研究所内のペランコーニ氏が推進したこのアプローチは、さまざまなプレセラミックポリマーから得られるさまざまなセラミック材料のおかげで、ハイテク産業で活用できる可能性があると述べている。

オリバー・ジョンソン著

2023 年 5 月 24 日

15:13

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