3D tištěná keramika: 15μm SiC 88% vs 90% čistota pro zelené části

Proč je karbid křemíku důležitý v keramickém 3D tisku

Karbid křemíku se používá v aditivně vyráběné keramice, protože kombinuje vysokou tvrdost, tepelnou stabilitu a odolnost proti opotřebení za cenu výrazně nižší, než je cena speciální strukturální keramiky. Při tryskání pojiva, vytlačování materiálu a fotopolymerizaci kádě prášek SiC do značné míry určuje, jak dobře díl drží svůj tvar před vypálením.

Komerční SiC pro tyto cesty se třídí podle obsahu karbidu křemíku a podle velikosti částic. Částice o střední velikosti 15 mikronů se pohybují v jemném-až{3}}středním rozsahu, dostatečně hrubé, aby mohly proudit a sbalit se uvnitř tiskárny, ale dostatečně jemné, aby se spekly do hustého těla.

Co ve skutečnosti znamená 88% a 90% čistota

Procento se vztahuje k obsahu karbidu křemíku v prášku, přičemž zbytek tvoří volný křemík, volný uhlík, železo a další zbytky z procesu v Achesonově peci. Třída 90 % proto nese zhruba o dva procentní body méně ne-karbidového materiálu než třída 88 %.

Tato mezera je v absolutním vyjádření malá, ale mění množství fáze s nízkým{0}}tavením nebo bez{1}}ztužování přítomné během vypalování. Nižší zbytkový obsah obecně poskytuje předvídatelnější smrštění a méně reakčních míst, která mohou vytvářet poréznost.

Zelená pevnost před slinováním

Pevnost v surovém stavu pochází ze systému pojiva plus balení částic, nikoli ze samotného SiC. Chemie povrchu prášku však ovlivňuje, jak rovnoměrně pojivo smáčí a přemosťuje částice. Prášky s větším množstvím volného křemíku a oxidu mají tendenci udržovat mírně odlišnou rovnováhu vlhkosti a pojiva.

V praxi lze úspěšně tisknout 15mikronový prášek s kteroukoli jakostí. 90% materiál se snáze ovládá, protože jeho povrch je konzistentnější mezi jednotlivými šaržemi, což je důležité, když jsou zelené části tenkostěnné- nebo mají jemné vnitřní kanály.

Slinování, smršťování a konečná hustota

Během vypalování může ne-karbidová frakce reagovat nebo měknout dříve než kostra SiC. Vyšší zbytková frakce zvyšuje riziko lokalizovaných rozdílů ve smrštění a konečného tělesa, které je o něco méně jednotné v hustotě. 90% třída obvykle dosahuje konzistentnější vypálené hustoty při stejném časovém a teplotním profilu.

Protože smrštění je spojeno s počátečním balením a množstvím prchavé fáze, konzistentnější třída také usnadňuje měřítko tisku od prototypu po výrobu bez překreslování kompenzačního modelu.

Přiřazení třídy k aplikaci

U dekorativních nebo zelených{0}}dílů s nízkým zatížením poskytuje 88% třída přijatelné výsledky za nižší cenu. U součástí, které budou slinovány na funkční keramiku, jako jsou otěrové dlaždice, nábytek do pece nebo vnitřky čerpadel, 90% stupeň snižuje riziko zmetků a je obvykle lepší hodnotou, jakmile se započítají ztráty vypalováním.

Bez ohledu na zvolenou třídu by měly být distribuce velikosti částic, pojivo a profil vypalování pevně stanoveny, protože tyto tři proměnné spolupůsobí mnohem silněji než samotný dvou{0}}bodový rozdíl v čistotě.

Často kladené otázky

Otázka: Je 90 % SiC vždy lepší než 88 % pro zelené části?
Ne. Poskytuje konzistentnější smrštění a hustotu, ale u dílů s nízkým{1}}zátěžem nebo dekorativních dílů má třída 88 % dobrý výkon za nižší cenu.

Otázka: Lze oba druhy tisknout stejným pojivem?
Obvykle ano, ale dávkování pojiva může vyžadovat malou úpravu, protože chemie povrchu se mezi jednotlivými druhy liší.

Otázka: Proč záleží na velikosti 15 mikronů?
Vyrovnává tekutost v tiskárně s frakcí jemných částic potřebnou pro dobré slinování a povrchovou úpravu.

Otázka: Ovlivňuje čistota smrštění?
Ano. Vyšší zbytková frakce může rozšířit okno smrštění, takže 90% třída se snáze udrží v toleranci.

Otázka: Měl by být stupeň před zvýšením opraven?
Ano. Brzy zmrazte profil sklonu, pojiva a vypalovacího profilu a poté během zvětšování-vylaďte vždy pouze jednu proměnnou.