스위스 대학 박사과정 학생이 만든 세라믹 3D 프린팅 혁신

Jun 07, 2023

스위스 SUPSI 대학의 박사 프로젝트에서 Marco Pelanconi는 복잡한 세라믹 구조를 위한 하이브리드 AM 공정을 개발했습니다.

올리버 존슨

2023년 5월 24일

15:13

SUPSI 대학

하이브리드재료연구소팀

복잡한 세라믹 구조를 만들기 위한 새로운 하이브리드 3D 프린팅 프로세스가 '획기적인' 박사 프로젝트에서 개발되었습니다.남부 스위스 응용 과학 예술 대학 (보충). Marco Pelanconi는 대학의 Alberto Ortona 교수의 박사 과정에 획기적인 발전을 이루었습니다.파도바대학교.

그만큼하이브리드 재료 연구실 SUPSI 대학의 HM Lab(HM Lab)은 20년 동안 세라믹 3D 프린팅 재료에 대한 연구를 수행해 왔습니다. 2019년 Ortona 교수는 다공성 3D 프린트가 세라믹 재료에 갖는 잠재력을 입증했습니다. Pelanconi는 동일한 연구 분야에서 박사 학위 논문을 성공적으로 방어했습니다.

논문 프로젝트로서 Pelanconi는 복잡한 세라믹 건축물을 생산하기 위해 최적화된 3D 프린팅 공정을 개발했습니다. 이 접근 방식에는 프리세라믹 폴리머의 침투와 결합된 SLS를 통한 높은 미세 다공성을 갖춘 폴리머 프리폼의 3D 프린팅이 포함됩니다. 그런 다음 열분해를 사용하여 약 1000°C에서 폴리머에서 세라믹으로의 전환을 얻습니다. 대학에 따르면 고밀도 세라믹 부품을 얻기 위해 용융 실리콘 침투를 통해 최종 치밀화가 수행됩니다.

프로젝트에는 Sintratec Kit가 사용되었습니다. Pelanconi에 따르면 키트의 개방형 매개변수는 프로젝트에 유용했습니다. 그는 "이 키트를 사용하면 분말 표면 온도, 층 두께, 레이저 속도, 해칭 간격 등을 포함한 많은 인쇄 매개변수를 변경할 수 있어 3D 인쇄 부품의 다공성을 쉽게 제어할 수 있습니다."라고 말했습니다.

Pelanconi는 이러한 요소를 변경함으로써 추가 침투에 중요한 이상적인 다공성과 높은 부품 품질을 달성할 수 있었다고 말합니다.

복잡한 모양에 이 방법을 사용할 수 있는 방법을 설명하기 위해 Pelanconi는 서로 다른 토폴로지를 갖는 두 개의 원통형 다공성 구조, 즉 회전된 큐브와 자이로이드에 대한 연구에 집중했습니다. PA12로 프린팅한 후 세라믹으로 변환한 후, 기계 엔지니어에 따르면 결과 부품은 '뛰어난 기계적 및 열적 특성'을 나타냈습니다.

Sintratec Kit와 세라믹 부품 중 하나

Pelanconi는 -25%의 수축에도 불구하고 인쇄물이 왜곡이나 거대 균열 없이 모양을 유지했다고 말합니다. 그는 또한 추가 공정 최적화를 통해 부품의 2축 강도인 165MPa를 계속 높일 수 있다고 말했습니다.

Pelanconi는 복잡한 세라믹 구조의 잠재력에 대해 다음과 같이 덧붙였습니다. "이러한 종류의 재료는 고온 저항, 높은 산화 저항, 높은 열충격 저항 및 고강도와 같이 강철이 제공할 수 없는 비교할 수 없는 열-기계적 특성을 제공합니다."

대학은 HM 연구소 내에서 Pelanconi가 수행한 접근 방식이 다양한 프리세라믹 폴리머에서 얻을 수 있는 다양한 세라믹 재료 덕분에 하이테크 산업에서 활용될 수 있다고 말합니다.

올리버 존슨

2023년 5월 24일

15:13

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