3D natisnjena keramika: 15 μm SiC 88 % proti 90 % čistosti za zelene dele

Zakaj je silicijev karbid pomemben pri keramičnem 3D tiskanju

Silicijev karbid se uporablja v aditivno izdelani keramiki, ker združuje visoko trdoto, toplotno stabilnost in odpornost proti obrabi po ceni, ki je precej nižja od cene posebne strukturne keramike. Pri brizganju veziva, ekstrudiranju materiala in fotopolimerizaciji v kadi prah SiC v veliki meri določa, kako dobro del obdrži svojo obliko pred žganjem.

Komercialni SiC za te poti je razvrščen glede na vsebnost silicijevega karbida in velikost delcev. Povprečna velikost delcev 15 mikronov je v finem-do-srednjem območju, dovolj grobi, da tečejo in pakirajo v tiskalniku, vendar dovolj fini, da se sintrajo v gosto telo.

Kaj dejansko pomenita 88 % in 90 % čistosti

Odstotek se nanaša na vsebnost silicijevega karbida v prahu, preostanek pa tvorijo prosti silicij, prosti ogljik, železo in drugi ostanki iz procesa Achesonove peči. 90-odstotni razred torej vsebuje približno dve odstotni točki manj ne-karbidnega materiala kot 88-odstotni razred.

Ta vrzel je absolutno majhna, vendar spremeni količino faze z nizkim-taljenjem ali ne{1}}ojačitvene faze, prisotne med žganjem. Nižja vsebnost ostankov na splošno daje bolj predvidljivo krčenje in manj reakcijskih mest, ki lahko povzročijo poroznost.

Zelena trdnost pred sintranjem

Zelena trdnost izvira iz vezivnega sistema in pakiranja delcev, ne iz samega SiC. Vendar površinska kemija prahu vpliva na to, kako enakomerno vezivo zmoči in premosti delce. Praški z več prostega silicija in oksida imajo običajno nekoliko drugačno ravnovesje vlage in veziva.

V praksi je mogoče uspešno natisniti 15 mikronski prah s katero koli stopnjo. 90-odstotni material je lažje nadzorovati, ker je njegova površina od serije do serije bolj dosledna, kar je pomembno, če imajo zeleni deli tanke-stene ali fine notranje kanale.

Sintranje, krčenje in končna gostota

Med žganjem lahko ne{0}}karbidna frakcija reagira ali se zmehča prej kot SiC skelet. Višja preostala frakcija poveča tveganje za lokalizirane razlike v krčenju in končno telo, ki je nekoliko manj enotno v gostoti. 90-odstotni razred običajno doseže bolj dosledno žgano gostoto za enak časovni in temperaturni profil.

Ker je krčenje povezano z začetno embalažo in količino ubežne faze, bolj konsistentna ocena olajša tudi spreminjanje velikosti tiska od prototipa do proizvodnje brez ponovnega risanja kompenzacijskega modela.

Ujemanje ocene z aplikacijo

Za okrasne ali nizko{0}}obremenjene zelene dele 88-odstotni razred zagotavlja sprejemljive rezultate po nižji ceni. Za komponente, ki bodo sintrane v funkcionalno keramiko, kot so obrabne ploščice, pohištvo peči ali notranjost črpalke, 90-odstotni razred zmanjša tveganje zavrnitve in je običajno boljša vrednost, ko se preštejejo izgube pri žganju.

Ne glede na to, kateri razred je izbran, je treba porazdelitev velikosti delcev, vezivo in profil žganja določiti skupaj, ker te tri spremenljivke medsebojno delujejo veliko močneje kot dvo{0}}točkovna razlika v čistosti sama po sebi.

Pogosto zastavljena vprašanja

V: Ali je 90 % SiC vedno boljši od 88 % za zelene dele?
Ne. Zagotavlja bolj dosledno krčenje in gostoto, vendar za nizko-obremenitev ali okrasne dele 88-odstotni razred deluje dobro ob nižji ceni.

V: Ali je mogoče oba razreda natisniti z istim vezivom?
Običajno da, vendar je morda potrebna majhna prilagoditev odmerka veziva, ker se površinska kemija razlikuje med razredi.

V: Zakaj je velikost 15 mikronov pomembna?
Uravnoteži pretočnost v tiskalniku s frakcijo drobnih delcev, potrebnih za dobro sintranje in končno obdelavo površine.

V: Ali čistost vpliva na krčenje?
ja Višja preostala frakcija lahko razširi okno krčenja, zato je 90-odstotno stopnjo lažje ohraniti v toleranci.

V: Ali je treba oceno popraviti pred povečanjem stopnje?
ja Zamrznite kakovost, vezivo in profil žganja zgodaj, nato pa nastavite samo eno spremenljivko naenkrat med -višanjem lestvice.