الصناعات التحويلية المضافة السلبية، أو AM، هو وسيلة فعالة من حيث التكلفة لإنتاج قطع السيراميك فائقة الثابت، كثيفة في الأشكال المعقدة، التي لم تكن ممكنة من قبل أساليب الصب التقليدية. استخدام ايروجيل في هذه التقنية هي فريدة من نوعها. وهو يعمل على حد سواء كعامل هلام، مع القليل أو لا انكماش أثناء الصب، وأيضا هو مصدر الكربون المنتشرة جيدا لتلبد بعد الانحلال الحراري.
هلام الصب في قوالب مطبوعة 3D هو تقنية متعددة التي يمكن أن تمتد إلى مواد أخرى. وكيل التبلور الفورمالديهايد الراسورينول هو الأنسب لنظم تحمل الكربون. للبدء، إعداد تعليق جزئين للمساعدة في إطالة العمر الافتراضي للتعليق قبل الصب.
للقيام بذلك، إنشاء مزيج R عن طريق حل 0.88 غرام من البولي ايثيلينمين في 25.00 غرام من الماء، وذلك باستخدام خلاط الكواكب. لإنشاء مزيج F منفصل، قم بحل 0.88 جرام من البولي إثيلينمين في 16.83 غرام من الماء، وذلك باستخدام خلاط كوكبي. الآن، تذوب 12.60 غرام من مسحوق ريسورسينول في مزيج R.
الحل يجب أن تتحول من أبيض غائم إلى حل شفاف واضح بعد حل كامل من مسحوق من الاختلاط. أيضا، إضافة 17.03 غراما من حل الفورمالديهايد إلى مزيج و، وضمان خلط كامل. عند هذه النقطة، إضافة تدريجيا 5.25 غراما من مسحوق كربيد البورون في كل من مزيج R و F مزيج بشكل منفصل.
ثم، إضافة 6.50 غراما من حمض الخليك لمزيج R و F، وضمان خلط كامل في كل. لإعداد قوالب للصب، طباعة قوالب باستخدام ترسب تنصهر النمذجة طابعة 3D مع الاكريلونيتريل بوتاديين الستايرين، أو ABS، خيوط. بعد التحريض بدقة تعليق، والجمع بين مزيج R و F لمزيج للحصول على تعليق النهائي.
قبل الصب، مزيج وتطبيق فراغ لخليط التعليق النهائي لمدة 10 دقائق، لإزالة فقاعات الهواء دون غلي الماء. يمكن أن يكون هذا إنجاز باستخدام لوحة التحريك في 200 إلى 300 دورة في الدقيقة، مع جرة فراغ. هذه الخطوة التالية هي الأكثر أهمية، لأن وكيل غيلينج سوف تبدأ في التفاعل، وتسبب لزوجة التعليق لزيادة بسرعة.
إن إدراك هذه الخطوة الحساسة للوقت أمر بالغ الأهمية لتحقيق أفضل النتائج. صب على الفور تعليق دي بثت في قالب مطبوع 3D، وختم حاوية الزجاج. ضع القالب داخل حاوية الزجاج القابلة للغلق لمنع فقدان الرطوبة أثناء عملية المعالجة.
ضع الحاوية المختومة مع القالب في فرن درجة 60 إلى 80 درجة مئوية لبدء عملية المعالجة. السماح لليلقي لعلاج لمدة لا تقل عن ثماني ساعات للأجزاء التي هي عدة سنتيمترات في مقياس طول. بعد ثماني ساعات، وإزالة حاوية مختومة مع العفن من الفرن، والسماح لها لتبرد إلى درجة حرارة الغرفة.
نقل إلى حاوية جديدة، ثم إضافة ما يكفي من الأسيتون حتى يتم غمر القالب تماما. قد تستغرق هذه العملية ما يصل إلى يومين إلى أربعة أيام، اعتمادا على كمية الحجم التي تحتاج إلى حل بعيدا. الحد الأدنى من الهياج من حمام الأسيتون، أو تسخينه قليلا إلى 40 درجة مئوية، قد تساعد على تسريع العملية.
استخراج الجسم الأخضر الحر من حمام الأسيتون، بعد أن يذوب البلاستيك ABS بعيدا. ضع الجسم الأخضر في فرن عند درجة حرارة 80 درجة مئوية لضمان التجفيف الكامل وإزالة جميع الرطوبة. بعد التجفيف، ضع كل جسم أخضر في أنبوب كوارتز بطول 2 بوصة مبطن بورق الجرافيت.
ضع أنابيب الكوارتز في فرن مع تدفق الغاز في 250 SCCM، والتي تتكون من أربعة في المئة من غاز الهيدروجين الوزن، و 96 في المئة غاز الأرجون الوزن، لخلق انخفاض الغلاف الجوي أثناء معالجة الانحلال الحراري. سخني الجسم الأخضر داخل الفرن بخمس درجات مئوية في الدقيقة، حتى 1،050 درجة مئوية، وتمسك لمدة ثلاث ساعات. تأكد من أن الجسم الأخضر يخرج أكثر قتامة في اللون بشكل موحد، مما يدل على وجود الكربون من علاج الانحلال الحراري.
الآن، ضع الأجزاء الكربونية في فرن الجرافيت مع فراغ تدفق غاز الهيليوم لللبيت. تسخين الفرن 2، 290 درجة مئوية، وعقد لمدة ساعة واحدة لتحقيق التكميم الأمثل من أجزاء. إزالة بعد ساعة واحدة.
تم تحسين اللزوجة من التعليق لgelcasting في 2.8 درجة حى، لتوفير أطول وقت عمل قبل حدوث جلهات كبيرة. هناك ما يقرب من 20 دقيقة حتى اللزوجة من 1.0 باسكال ثانية. تُظهر صور المجهر الإلكتروني المسحي أدلة على شبكة الكربون الموحدة مكانًا التي تتشكل على جزيئات كربيد البورون بعد الانحلال الحراري للفورمالديهايد ريسورسينول.
كما يؤكد حيود الأشعة السينية للعينات، في مراحل معالجة مختلفة، نمو ذروة الجرافيت بعد الانحلال الحراري. يكشف المجهر الإضافي لعينة مقطعية عن انخفاض المسامية للمنتج النهائي ، بعد أن تم التوصل إلى 280 درجة مئوية. لا تنس أن الفورمالديهايد مسرطنة، والعمل معها يمكن أن تكون خطرة للغاية.
لذلك، ارتداء معدات الحماية الشخصية المناسبة، والعمل في منطقة جيدة التهوية، أمر ضروري عند التعامل مع التعليقات. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، ونأمل أن تكون الآن على دراية عملية التصنيع المضافة السلبية ، ويمكن بنجاح gelcast تعليق كربيد البورون في الهيئات الخضراء المعقدة على شكل ، وintersinters منهم في وقت لاحق إلى كثافاتها الكاملة.
