セラミック3D印刷の開始

セラミック材料を使用した3D印刷は、添加剤メーカーの技術の武器に比較的新しい追加ですが、それにもかかわらず、美しい芸術作品から用途の広い工業部品まで、幅広い潜在的な用途があります。今日のチュートリアルでは、セラミック3D印刷の簡潔な紹介、テクノロジーの仕組み、最初のデザインを確実に成功させる方法を紹介します。

どのように機能しますか？

現在、セラミックを3D印刷する主な方法は、噴射ベースの印刷と押し出しベースの印刷の2つです。

一部のセラミック3D印刷では、噴射ベースのアプローチを利用しています。このアプローチでは、液体を粉末床に発射して、選択した材料を結合します。このようにして層が形成されると、印刷床が下げられ、新しい粉末層が堆積されます。このプロセスは、オブジェクト全体が構築されるまで繰り返されます。

あるいは、押し出しベースの技術を使用してパーツを印刷することもできます（粘土で印刷する場合の一般的なアプローチ）。この方法を使用すると、押出機は、バインダー材料を必要とせずに、一度に層を印刷床に材料を堆積させる。

これらは最も広く使用されている2つの方法ですが、他の方法はゆっくりですが確実に確立されています。たとえば、Prodwaysは、産業用アプリケーション向けに特別に設計された独自のDLP®MOVINGLight®テクノロジーを使用したセラミック印刷を提供しています。

どちらの方法を使用する場合でも、印刷が完了すると、オブジェクトは「緑色」の状態のままになり、水分を除去して部品を硬化させるために窯で焼成する必要があります。最初の焼成後、プレグレーズコーティングが適用され、乾燥させられます。その後、部品は再び焼成され、釉薬が適用されます。その後、部品は最後に焼成され、別の釉薬が適用されて、光沢のある滑らかな仕上がりになります。

アプリケーション

おそらく最も明白なことですが、セラミック3D印刷を使用して、魅力的な家の装飾を幅広く作成できます。アーティストやデザイナーに、コンセプトを実現するためのまったく新しいツールを提供します。ボーナスとして、後処理中にコーティングされると、セラミック印刷で使用される材料は完全に食品安全です。つまり、台所用品の印刷に使用できます。

ただし、セラミック印刷は、産業、医療、さらには宇宙分野にも応用できることを覚えておくことが重要です。たとえば、産業部門では、セラミックバルブとフィルターエレメントを3D印刷できるようになり、スペアパーツの保管の必要性が大幅に減り、必要に応じて機能的なスペアを生成できるようになりました。同時に、医療分野では、セラミックを3D印刷して、患者向け​​にカスタマイズされた歯科インプラントを作成することができます。

資料

さまざまな新しい従来のセラミック材料が3D印刷可能になりました。これには、次のものが含まれます。

• 粘土。 さまざまな粘土材料が印刷に利用でき、WASPのLDM押出機などの専用技術を使用して、この材料を探索する専門家と愛好家の両方をサポートできます。
• アルミナシリカ。 これは、印刷中にバインダーとしてシリカまたは磁器を利用するベルギーのiMaterialiseによって粉末の形で利用されています。
• アルミナ酸化物/ジルコニア。 産業界で広く使用されている機能性セラミック部品に最適な材料。
• 磁器。 現在、ShapewaysからSLS材料として提供されています。主な利点は、マット仕上げを含む他のセラミック材料よりも幅広い仕上げオプションを利用できることです。

デザインに命を吹き込む

始めるのに役立つように、セラミック部品を設計するための実用的なヒントをいくつか紹介します。

• 現在のセラミック3D印刷技術では実現できないため、部品のインターロックは避けてください。
• 部品の精度が主な懸念事項である場合は、すべてのセラミック部品に追加する必要のある釉薬のさまざまな層を考慮に入れてください。これらにより、少なくとも1ミリメートルが追加されます。パーツの表面。
• 薄い壁やサポートされていない壁は避けてください。これらは印刷中に反る危険性があるだけでなく、印刷後に緑色の部分を窯に移動するときに損傷しやすくなります。
• 鋭角は焼成中に割れやすく、仕上げ工程で滑らかになる可能性があるため、可能な限り避けるようにしてください。
• 粉末ベースの印刷の場合、設計に逃げ穴を考慮に入れることを忘れないでください。そうすれば、部品を焼成する前に余分な粉末を取り除くことができます。洗浄されていない余分な粉末は部品の仕上げの品質に影響を与えるため、これは不可欠です。
• パーツに強力で安定したベースがあることを確認し、この領域は素焼きのままにする必要があることを忘れないでください。

セラミック3D印刷は驚くほど用途の広い技術であり、メーカーによるさらなる調査が必要です。より多くのメーカーが独自のプロトタイピングおよび製造プロセスに組み込むにつれて、近い将来どのように進化し続けるかを楽しみにしています。