佳能开发出高精度3D打印陶瓷材料技术

佳能公司开发出了一种生产工艺,可以3D打印具有复杂几何形状的高精度专用陶瓷零件。用这种工艺打印出来的复杂陶瓷部件在保持高精度的同时具有传统陶瓷的耐热性、耐腐蚀性以及绝缘性能,可用于包括工业设备在内的各种不同领域。

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使用新技术创造的陶瓷部件,图片来源:Canon

3D打印机使用金属和树脂之类的材料已经很普遍了,这些材料能够容易地进行原型制作并且进行小批量生产。然而,3D打印含树脂的陶瓷材料部件在退火后收缩率很大,使得陶瓷产品很难具有高精度。比如,使用含紫外线固化树脂的陶瓷材料,使用立体光刻法生产的部件,退火后会收缩约20%。

佳能开发了一种适用于选择性激光熔融技术的氧化铝基陶瓷材料,同时也开发出了一种生产技术。通过该技术,3D打印机可稳定地生产具有诸如中空和多孔结构的复杂几何形状的陶瓷部件,并且保持部件的精度,而这些部件是很难以通过普通金属模具或减材工艺实现的。如下图内六边形孔的蜂窝状零件,空心直径约为19mm,壁厚大概2mm,行宽约0.4mm,通过该技术加工的零件,退火前后外部尺寸的差异小于0.8%。

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蜂窝状零件,图片来源:Canon

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具有不同几何元素的零件,图片来源:Canon

使用该技术制造的陶瓷部件有望用于各种工业领域,包括需要耐热性和绝缘性能的设备部件(如电炉),和需要耐腐蚀性的化学品部件。目前,包括佳能公司和佳能机械在内的佳能集团公司正在研究该技术在工业设备零件原型制造中的应用。佳能计划通过开发更兼容的材料,将这项技术的应用扩展到医疗领域,以满足更广泛的原型设计和各种各样的小批量需求。

文章来源:Canon

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