3D štampana keramika: 15μm SiC 88% naspram 90% čistoće za zelene dijelove

Zašto je silicijum karbid bitan u keramičkom 3D štampanju

Silicijum karbid se koristi u aditivno proizvedenoj keramici jer kombinuje visoku tvrdoću, termičku stabilnost i otpornost na habanje po ceni znatno nižoj od cene specijalne strukturalne keramike. U mlazu veziva, ekstruziji materijala i fotopolimerizaciji u kadi, SiC prah u velikoj mjeri određuje koliko dobro dio drži oblik prije pečenja.

Komercijalni SiC za ove rute se ocjenjuje prema sadržaju silicijum karbida i veličini čestica. Prosječna veličina čestica od 15 mikrona nalazi se u finom-do-srednjem rasponu, dovoljno gruba da teče i pakuje se u štampaču, ali dovoljno fina da se sinteruje u gusto tijelo.

Šta 88% i 90% čistoće zapravo znače

Procenat se odnosi na sadržaj silicijum karbida u prahu, sa balansom od slobodnog silicijuma, slobodnog ugljenika, gvožđa i drugih ostataka iz procesa Acheson peći. Otpornost od 90% stoga nosi otprilike dva procentna poena manje materijala koji nije-od karbida od 88%.

Taj jaz je mali u apsolutnom smislu, ali mijenja količinu niske-faze koja nije-ojačana tokom pečenja. Niži rezidualni sadržaj općenito daje predvidljivije skupljanje i manje reakcijskih mjesta koja mogu stvoriti poroznost.

Zelena snaga prije sinteriranja

Zelena snaga dolazi od vezivnog sistema plus pakovanja čestica, a ne od samog SiC-a. Međutim, kemija površine praha utječe na to koliko ravnomjerno vezivo vlaži i premošćuje čestice. Puderi s više slobodnog silicija i oksida imaju tendenciju da drže nešto drugačiju ravnotežu vlage i veziva.

U praksi, prah od 15 mikrona sa bilo kojom vrstom može se uspešno štampati. 90% materijala je lakše kontrolisati jer je njegova površina konzistentnija od serije do serije, što je važno kada su zeleni dijelovi tankih-zidova ili imaju fine unutrašnje kanale.

Sinterovanje, skupljanje i konačna gustina

Tokom pečenja ne-karbidna frakcija može reagirati ili omekšati ranije od SiC skeleta. Veća rezidualna frakcija povećava rizik od lokaliziranih razlika skupljanja i konačnog tijela koje je nešto manje ujednačeno u gustoći. Klasifikacija od 90% obično dostiže konzistentniju gustinu pečenja za isti vremenski i temperaturni profil.

Budući da je skupljanje povezano s početnim pakiranjem i količinom fugitivne faze, konzistentnija ocjena također olakšava skaliranje otiska od prototipa do proizvodnje bez ponovnog crtanja modela kompenzacije.

Usklađivanje ocjene sa aplikacijom

Za dekorativne ili{0}}zelene dijelove sa malim opterećenjem, ocjena od 88% daje prihvatljive rezultate po nižoj cijeni. Za komponente koje će biti sinterovane u funkcionalnu keramiku, kao što su habajuće pločice, namještaj peći ili unutrašnjost pumpe, kvaliteta od 90% smanjuje rizik od odbacivanja i obično je bolja vrijednost kada se izbroje gubici pri pečenju.

Koja god vrsta odabrana, distribucija veličine čestica, vezivo i profil pečenja trebaju biti fiksirani zajedno, jer ove tri varijable međusobno djeluju mnogo jače od dvije-razlike u čistoći same po sebi.

Često postavljana pitanja

P: Da li je 90% SiC uvijek bolje od 88% za zelene dijelove?
Ne. Daje konzistentnije skupljanje i gustinu, ali za nisko-opterećenje ili dekorativne dijelove kvaliteta od 88% ima dobre rezultate uz nižu cijenu.

P: Mogu li se oba razreda štampati sa istim registratorom?
Obično da, ali doza veziva će možda trebati malo podešavanje jer se kemija površine razlikuje između razreda.

P: Zašto je važna veličina od 15 mikrona?
Balansira tečnost u štampaču sa frakcijom finih čestica koja je potrebna za dobro sinterovanje i završnu obradu površine.

P: Da li čistoća utiče na skupljanje?
Da. Veća rezidualna frakcija može proširiti prozor skupljanja, tako da je klasu od 90% lakše držati unutar tolerancije.

P: Da li bi ocjenu trebalo popraviti prije povećanja?
Da. Zamrznite nivo, vezivo i profil pečenja rano, a zatim podesite samo jednu po jednu varijablu tokom-povećavanja.