과학자들이 지원 없이 3D 세라믹 프린팅을 개발하다

Sep 21, 2023

SCMP를 통해 장난 대학교

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중국 장난대학교(Jiangnan University)의 과학자들이 도자기를 위한 새로운 3D 프린팅 기술을 고안했다고 사우스차이나모닝포스트(South China Morning Post)가 보도했습니다. 새로운 기술을 사용하면 지지 구조 없이 공중에서 세라믹을 프린팅할 수 있습니다. 이 선구적인 방법을 사용하면 세라믹 부품을 다양한 각도에서 제조하여 이전에는 3D 프린팅 기술에서는 불가능했던 모양을 만들 수 있습니다.

세라믹은 구조적 무결성으로 인해 전자, 기계 공학 및 항공 우주 분야에서 일반적으로 사용됩니다. 또한 마모에 강하고 고온에 대한 내구성도 있기 때문에 일반적입니다. 그러나 부서지기 쉽고 단단하기 때문에 특정 세라믹 부품을 설계하고 제조합니다.

기존의 세라믹 3D 프린팅에서는 지지되지 않는 부품의 붕괴를 방지하기 위해 추가적인 지지 구조가 필요한 경우가 많습니다. 이 추가 뼈대는 인쇄 효율성에 영향을 미칠 뿐만 아니라 이러한 지지대 제거와 관련된 문제도 발생시킵니다.

이러한 문제를 해결하기 위해 중국 Jiangnan University의 Liu Ren 교수와 그의 팀은 재료가 빠르게 응고되도록 하는 새로운 인쇄 페이스트와 더 나은 경화 기술을 개발했습니다. 이를 고려하면 세라믹용 3D 프린팅은 지지 구조의 필요성을 없애는 동시에 더욱 효율적이 될 것입니다.

fredfroesse/iStock

이 새로운 기술을 사용하면 직경이 0.41mm에서 3.5mm에 이르는 다중 규모 필라멘트를 거의 즉각적으로 응고시킬 수 있습니다. 그들은 캔틸레버와 토션 스프링과 같은 다양한 세라믹 구조를 만들 수 있었습니다.

Liu Ren 교수의 새로운 페이스트는 근적외선(NIR) 빛에 노출되면 빠르게 강화되고 굳어지는 감광성 세라믹 슬러리입니다. Liu는 4월 25일 발행된 동료 심사 저널인 Nature Communications에서 "인쇄된 곡선은 지지 없이 공간에서 자유롭게 확장될 수 있습니다. 인쇄 과정은 가열이나 냉각이 필요 없이 부드럽고 연속적입니다."라고 말했습니다.

연구에 따르면, 그들은 또한 NIR 광선이 널리 사용되는 UV 광선보다 더 나은 효과를 얻을 수 있다는 것을 증명할 수 있었습니다.

또한 교수와 그의 팀은 철적색, 크롬녹색 또는 이트리아 안정화 지르코니아와 같은 첨가제를 사용하여 혼합 세라믹을 인쇄할 수 있었습니다. 이는 서로 다른 특성을 가진 세라믹의 소결 온도를 통일하는 데 도움이 되었습니다.