המטרה הייתה לייצר תנור אינפרא אדום גל ארוך באופן תוסף. חלק זה מראה את sintered וכתוצאה מכך, שני מרכיב גוף חימום, עשוי זירקוניה בידוד, נירוסטה מוליך חשמלי שנעשו על ידי FFF. על ידי חיבור ספק כוח, מתפתל המתכת מחומם.
מחקר זה מתמקד בייצור IT עם גישה חומר הרכבה לשלב מתכת עם סרום טכני. שילוב חומרים שונים אלה מציע מגוון רחב של יישומים בשל תכונותיהם החשמליות והמכניות השונות. שילוב זה יכול לסייע במענה על שאלות מרכזיות בתחומי הרפואה, הרכב והחלל.
לשם כך, זיוף נתיך פילמנט נבחר. הסיבה העיקרית הייתה האפשרות לעבד אבקות שונות ללא תלות במאפיינים האופטיים שלהן. יתר על כן, עיבוד פוסט תרמי דומה טכניקות מבוססות היטב כגון הזרקת אבקה דפוס, אשר ציוד סטנדרטי משמש.
ייצור נתיך תריס הופך חסכוני בשל היעילות החומרית הגבוהה ואת יכולת המיחזור של החומרים. לבסוף, טכניקה זו קלה ליוקרה עבור חלקים גדולים יותר מאז התהליך מסתמך על נע, ראש הדפסה על הציר. לפני תחילת ההליך, בחר זוג אבקה מתאים לגישה מרובת החומרים.
עבור כיתה קרמיקה, בחר yttria tetragonal התייצב זירקוניה, בשל מקדם ההתפשטות התרמית ואת הטמפרטורה sintering להיות דומה פלדות אל-חלד מיוחד, כמו גם את הקשיחות הגבוהה ואת הכוח הגמיש של חומר קרמי זה. עבור כיתה מתכת ספציפית, להשתמש באבקת נירוסטה כחומר מתכתי מוליך ודביק בשל מקדם דומה של התפשטות תרמית, ומגוון דומה של טמפרטורות sintering לאלה של זירקוניה תחת אטמוספרת מימן מגן הליך כרסום מיוחד. כדי להשיג שיתוף sintering ללא מתח, להחיל כרסום התשה במשך 180 דקות על חלקיקי נירוסטה כדורי לעצב מחדש את החלקיקים לפתיתים דקים ופריך.
לאחר מכן, לבצע כרסום כדור פלנטרית על פתיתים שבירים במשך 240 דקות כדי לשבור את הפתיתים לחלקיקים מגורענים עדינים מאוד עם יחס גובה-רוחב מופחת, אבל יכולת sintering מוגברת. תרכובת מראש את המזון במיקסר רוטורים רולר. לכן, יש לערבב את האבקה עם מערכת קלסר מרובת רכיבים המשיגה את המזון עם טעינה מוצקה של 47 אחוזי נפח.
לאחר טרום תרכובת, החומר הקר, מוצק צריך להיות מגורען במפעל חיתוך. מורכב החומר בשיעורי גפיים גבוהים כדי לשפר את הפיזור, כגון ב- co-rotating, בורג תאומים extruder, כמו התמונה מראה. לאסוף את החומר עם מסוע לקרר אותו לטמפרטורת החדר.
בסוף המסוע, שני חוטים עגולים בצורת גלולה. קו ההבלטה המוצג בתמונה משמש להפקת התסיסה. בבורג יחיד extruder, החומר מותך ואת חוט מובלט דרך חריר עם קוטר של לפחות 1.75 מילימטרים.
לאחר מכן, תריס נאסף עם מסוע PTFE. עבור הדפסה ברקע של החומר, יחידה ממוקמת בקצה המסוע להדפסה אוטומטית. למדוד ולשלוט בממדי חוט בין משיכה ליחידת הדפסה ברקע.
חוטים בקוטר של 1.70 עד 1.80 מילימטרים וסגלגלות קטנה מ- 0.10 מילימטרים, נדרשים עבור FFF. עבור מהירות שאקסטרווס מסוימת, לווסת בהדרגה את המסוע ואת מהירויות משיכה כדי להתאים את הממדים. לאחר יצירת קובץ ה- CAD, יש ליצור את ה- G-COD באמצעות תוכנת חיתוך.
בתוכנה מוגדר קוטר הזרבובית, גובה השכבה, מהירות ההדפסה וטמפרטורת ההדפסה. במצב תצוגה מקדימה, ניתן להדגים את הייצור שכבה אחר שכבה. חומר הקרמיקה הוא כחול והמתכת בצבע ירוק.
עבור ייצור תוסף של רכיבי חומרים רבים, ראשית, לתקן כל אי התאמה אפשרית של חרירים בתוכנת המדפסת 3D. לייצור הרכיבים, טען את ראש ההדפסה אחד עם תמיסת זירקוניה וראש הדפסה שני עם תמיסת נירוסטה. שימוש במהירות ראש הדפסה של 10 מילימטרים לשנייה, וטמפרטורת מיטת הדפסה של 20 מעלות צלזיוס לשני הכלים.
לאחר מכן, הגדר את טמפרטורת ראש ההדפסה של זירקוניה ל-220 מעלות צלזיוס ואת טמפרטורת ראש ההדפסה מפלדת אל-חלד ל-240 מעלות צלזיוס. לייצור חומרים מרובי חומרים, החלף את טעינת ראש ההדפסה כדי להשיג שתיים או שלוש שכבות שונות. עבור debinding של הרכיבים, תחילה להטביע את המדגם ב 60 מעלות צלזיוס cyclohexane במשך שמונה שעות כדי להסיר תוכן קלסר מסיס של כ 7 עד 9 אחוזי משקל.
לאחר מכן, להעביר את הדגימות לתנור טונגסטן בטמפרטורה גבוהה ב atmoshpere הפחתת של 80 אחוז ארגון ו 20 אחוז מימן, לזמן להתעכב של שלוש שעות עבור sintering של החומרים, ואחריו קירור של הכבשן לטמפרטורת החדר. בעוד sintering, החלקים להתכווץ על 45 אחוזים לפי נפח, בשל האטמוספירה צמצום, זירקוניה הופך צבע שחור. מאפייני החלק הסופי מושגים לאחר שלב זה על ידי החלת מקור חשמל.
נתיב המתכת פועל כמו תנור התנגדות בעוד הזירקוניה המבודדת מכסה אותו. המיקרו-מבנה נחקר באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים סורק. המיקרוגרף של שני החלקים המרושתים מראה את מבנה המתכת בחלק העליון, ואת הקרמיקה בחלק התחתון.
בין שני החומרים מתרחשים שלבים מעורבים, המספקים את הקשר החומרי בין מתכת לקרמיקה. התוצאות המתאימות ביותר להתנהגות sintering נירוסטה מתקבלים עם זמן כרסום התשה של 180 דקות, ותזמן כרסום כדור פלנטרי של 240 דקות. כאן, השוואה של ההתנהגות sintering של אבקת הפלדה הראשונית טחון עם ההתנהגות sintering של אבקת זירקוניה, מוצג.
ברור, אבקת מתכת טחנת מראה התאמה טובה בהתנהגות sintering לעומת אחד זירקוניה. הרכבה של זרקוניה feedstock ב extruder בורג תאומים תוצאות חוזק מתיחה אולטימטיבי גבוה יותר התארכות על חוזק מתיחה האולטימטיבי של החומר. אבל מודולוס secant נמוך בהשוואה כאשר החומר מורכב מערבל רולר רוטורים.
עבור חוטי זירקוניה, שליטה טובה של הממדים ניתן להשיג במהלך ההבלטה, ואילו עבור חוטים המכילים את אבקת נירוסטה שונה, שונות גבוהה יותר של קוטר חוט ממוצע הוא ציין. בנתון זה:דגימת זירקוניה טהורה, דגימת נירוסטה טהורה, ומרוכב קרמיקה פלדה sintered ומנצטרף היטב ניתן לראות. בשל מערכת קלסר דומה של שני החומרים, ניתן למזג שכבות ספציפיות לחלק מרוכב מונוליטי.
לדוגמה, כאן מוצג חלק גדול ועגול יותר בצורת עם מעברים חדים. לאחר התפתחותה, טכניקה זו סללה את הדרך למחקרים בתחום סעפת לפתח חומרים שישמשו לייצור כירורגי, כלי רכב, או אפילו מוצרי צריכה. התוצאות מראות גישה מתירנית לייצור מרוכבים למחצה מתכת באמצעות ייצור חוט נתיך יצירת תכונות בידוד מוליכות חשמלית וחשמלית לרכיב אחד.
