科学者がサポートなしで3Dセラミックプリンティングを開発

Sep 21, 2023

江南大学、SCMP経由

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中国の江南大学の科学者らがセラミックスの新しい3Dプリンティング技術を考案したとサウスチャイナ・モーニング・ポストが報じている。 この新しい技術により、支持構造を持たずにセラミックを空中で印刷できるようになります。 この先駆的な方法により、セラミック部品をさまざまな角度から製造することができ、これまで 3D プリント技術では不可能だった形状が可能になります。

セラミックは、構造的に完全であるため、エレクトロニクス、機械工学、航空宇宙の分野で一般的に使用されています。 また、耐摩耗性がありながら高温にも耐えられるため、一般的です。 しかし、その脆さと硬さのため、特定のセラミック部品の設計と製造が行われています。

従来のセラミックスの 3D プリントでは、支持されていない部品の崩壊を防ぐために追加の支持構造が必要になることがよくあります。 この余分なスケルトンは、印刷効率に影響を与えるだけでなく、これらのサポートの除去に関連する問題も引き起こします。

これらの問題に対処するために、中国の江南大学のLiu Ren教授とそのチームは、新しい印刷ペーストと、材料を素早く固化させる優れた硬化技術を開発しました。 これを考慮すると、セラミックスの 3D プリンティングはより効率的になると同時に、サポート構造の必要性も排除されます。

フレッドフロッセ/iStock

この新しい技術を使用すると、直径 0.41 mm から 3.5 mm の範囲のマルチスケール フィラメントをほぼ瞬時に固化させることができました。 彼らは、カンチレバーやねじりバネなどのさまざまなセラミック構造を構築することができました。

Liu Ren 教授の新しいペーストは、近赤外 (NIR) 光にさらされると急速に強化され、固化する感光性セラミック スラリーです。 「印刷された曲線は、サポートなしで空間内で自由に拡張できます。印刷プロセスは加熱や冷却の必要がなく、スムーズかつ連続的です」とLiu氏は4月25日に発行された査読付き学術誌ネイチャー・コミュニケーションズで述べた。

研究によると、NIR光は一般的なUV光よりも優れた効果を達成できることも証明できました。

さらに、教授と彼のチームは、鉄赤、クロムグリーン、イットリア安定化ジルコニアなどの添加剤を使用して混合セラミックを印刷することもできました。 これらは、異なる特性を持つセラミックスの焼結温度を統一するのに役立ちました。