Name: fused filament fabrication (fff) of metal-ceramic components
Uploaded: 2019-01-11T12:30:00
Duration: 8 min 43 s
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इस परियोजना को यूरोपीय संघ के क्षितिज २०२० अनुसंधान और नवाचार कार्यक्रम अनुदान समझौते सं ६७८५०३ के तहत से धन प्राप्त हुआ है ।

<ol>
	<li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> ISO/ASTM 52900:2015(en): manufacturing - General principles - Terminology. , (2015).</li><li>Lakshminarayan, U., Orgrydiziak, S., Marcus, H. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selective+laser+sintering+of+ceramic+materials.">Selective laser sintering of ceramic materials.</a> Proceedings of Solid Free-Form Symposium. , 16-26 (1990).</li><li>Lauder, A., Cima, M. 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France's 3DCeram partners with Japanese firm Sinto to expand ceramic 3D printing in Asia and US Available from: <a target="_blank" href="https://www.3ders.org/articles/20171006-frances-3dceram-partners-with-japanese-firm-sinto-to-expand-ceramic-3d-printing-in-asia-and-us.html">https://www.3ders.org/articles/20171006-frances-3dceram-partners-with-japanese-firm-sinto-to-expand-ceramic-3d-printing-in-asia-and-us.html</a> (2017)</li><li>Scheithauer, U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CerAMfacturing+-+Development+of+ceramic+and+multi-material+components+by+additive+manufacturing+methods+for+personalized+medical+products.">CerAMfacturing - Development of ceramic and multi-material components by additive manufacturing methods for personalized medical products.</a> 3D printing in Medicine. 2 (1), (2017).</li><li>Kieback, B., Neubrand, A., Riedel, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Processing+techniques+for+functionally+graded+materials.">Processing techniques for functionally graded materials.</a> Materials Science and Engineering - A. 362 (1-2), 81-106 (2003).</li><li>Scheithauer, U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ceramic-Based+4D+Components:+Additive+Manufacturing+(AM)+of+Ceramic-Based+Functionally+Graded+Materials+(FGM)+by+Thermoplastic+3D+Printing+(T3DP).">Ceramic-Based 4D Components: Additive Manufacturing (AM) of Ceramic-Based Functionally Graded Materials (FGM) by Thermoplastic 3D Printing (T3DP).</a> Materials. 10 (12), 1368 (2017).</li><li>Moritz, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Material-+and+process+hybridization+for+multifunctional+ceramic+and+glass+components.">Material- and process hybridization for multifunctional ceramic and glass components.</a> Ceramic Applications. 5 (2), 66-71 (2017).</li><li>Scheithauer, U., Schwarzer, E., Moritz, T., Michaelis, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Additive+Manufacturing+of+ceramic+heat+exchanger+-+Opportunities+and+limits+of+the+Lithography-based+Ceramic+Manufacturing+(LCM).">Additive Manufacturing of ceramic heat exchanger - Opportunities and limits of the Lithography-based Ceramic Manufacturing (LCM).</a> Journal of Materials Engineering And Performance: Design, Process, Characterization, Evaluation. 27 (1), 14-20 (2018).</li><li>Schwarzer, E., G&#246;tz, M., Markova, D., Stafford, D., Scheithauer, U., Moritz, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lithography-based+ceramic+manufacturing+(LCM)+-+Viscosity+and+cleaning+as+two+quality+influencing+steps+in+the+process+chain+of+printing+green+parts.">Lithography-based ceramic manufacturing (LCM) - Viscosity and cleaning as two quality influencing steps in the process chain of printing green parts.</a> Journal of the European Ceramic Society. 37 (16), 5329-5338 (2017).</li><li>Scheithauer, U., Schwarzer, E., Richter, H. J., Moritz, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermoplastic+3D+Printing+-+An+Additive+Manufacturing+Method+for+Producing+Dense+Ceramics.">Thermoplastic 3D Printing - An Additive Manufacturing Method for Producing Dense Ceramics.</a> Journal of Applied Ceramic Technology. 12 (1), 26-31 (2014).</li><li>Scheithauer, U., Bergner, A., Schwarzer, E., Richter, H. -. J., Moritz, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Studies+on+thermoplastic+3D+printing+of+steel-zirconia+composites.">Studies on thermoplastic 3D printing of steel-zirconia composites.</a> Journal of Materials Research. 29 (17), 1931-1940 (2014).</li><li>Scheithauer, U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Additive+Manufacturing+of+Metal-Ceramic-Composites+by+Thermoplastic+3D-Printing.">Additive Manufacturing of Metal-Ceramic-Composites by Thermoplastic 3D-Printing.</a> Journal of Ceramic Science and Technology. 06 (02), 125-132 (2015).</li><li>Agarwala, M. K., Bourell, D. L., Beamen, J. J., Marcus, H. L., Crawford, R. H., Barlow, J. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Filament+Feed+Materials+for+Fused+Deposition+Processing+of+Ceramics+and+Metals.">Filament Feed Materials for Fused Deposition Processing of Ceramics and Metals.</a> Proceedings of the Solid Freeform Fabrication Symposium. 7, (1996).</li><li>Kukla, C., Herranz, G., Ferrari, B., Cabrera, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fused+Filament+Fabrication+(FFF)+of+PIM+Feedstocks.">Fused Filament Fabrication (FFF) of PIM Feedstocks.</a> Actas del VI Congreso Nacional de Pulvimetalurgia y I Congreso Iberoamericano de Pulvimetalurgia 2017, 1st ed. , 1-6 (2017).</li><li>Agarwala, M. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+Ceramics+by+Fused+Deposition+of+Ceramics.">Structural Ceramics by Fused Deposition of Ceramics.</a> Proceedings of the Solid Freeform Fabrication Symposium. , (1995).</li><li>Agarwala, M. K., Bourell, D. L., Beamen, J. J., Marcus, H. L., Crawford, R. H., Barlow, J. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fused+Deposition+of+Ceramics+and+Metals:+An+Overview.">Fused Deposition of Ceramics and Metals: An Overview.</a> Proceedings of the Solid Freeform Fabrication Symposium. , (1996).</li><li>Onagoruwa, S., Bose, S., Bandyopadhyay, A., Bourell, D. L., Beaman, J. J., Crawford, R. H., Marcus, H. L., Wood, K. L., Barlow, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fused+Deposition+of+Ceramics+(FDC)+and+Composites.">Fused Deposition of Ceramics (FDC) and Composites.</a> Proceedings of the Solid Freeform Fabrication Symposium. , (2001).</li><li>McNulty, T. F., Shanefield, D. J., Danforth, S. C., Safari, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dispersion+of+Lead+Zirconate+Titanate+for+Fused+Deposition+of+Ceramics.">Dispersion of Lead Zirconate Titanate for Fused Deposition of Ceramics.</a> Journal of the American Ceramic Society. 82 (7), 1757-1760 (1999).</li><li>Mutsuddy, B. C., Ford, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Ceramic injection moulding. , (1995).</li><li>Edirisinghe, M. J., Evans, J. R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Compounding+Ceramic+Powders+Prior+to+Injection+Moulding.">Compounding Ceramic Powders Prior to Injection Moulding.</a> Proceedings of the British Ceramic Society. 38, 67-80 (1986).</li><li>Suri, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+mixing+on+the+rheology+and+particle+characteristics+of+tungsten-based+powder+injection+molding+feedstock.">Effect of mixing on the rheology and particle characteristics of tungsten-based powder injection molding feedstock.</a> Materials Science and Engineering: A. 356, 337-344 (2003).</li><li>Venkataraman, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+and+Rheological+Properties+of+Feedstock+Material+for+Fused+Deposition+of+Ceramics+and+Metals+(FDC+and+FDMet)+and+their+Relationship+to+Process+Performance.">Mechanical and Rheological Properties of Feedstock Material for Fused Deposition of Ceramics and Metals (FDC and FDMet) and their Relationship to Process Performance.</a> Proceedings of the Solid Freeform Fabrication Symposium 1999. , 9-11 (1999).</li><li>Scheithauer, U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigation+of+Droplet+Deposition+for+Suspensions+Usable+for+Thermoplastic+3D+Printing+(T3DP).">Investigation of Droplet Deposition for Suspensions Usable for Thermoplastic 3D Printing (T3DP).</a> Journal of Materials Engineering and Performance. 27 (1), 44-51 (2017).</li><li>Weingarten, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multi-material+Ceramic-Based+Components+-+Additive+Manufacturing+of+black-and-white+Zirconia+Components+by+Thermoplastic+3D-Printing+(T3DP).">Multi-material Ceramic-Based Components - Additive Manufacturing of black-and-white Zirconia Components by Thermoplastic 3D-Printing (T3DP).</a> Journal of Visual Experiments. , (2018).</li></ol>

लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

zirconia और स्टेनलेस स्टील यहां इस्तेमाल किया धातु के सह sintering के लिए बहुत उपयुक्त हैं, क्योंकि तुलनीय CTE, sintering तापमान, और sintering वातावरण की सिरेमिक घटकों । zirconia और स्टेनलेस स्टील टाक के sintering व्यवहार को स्टेनलेस स्टील पाउडर के उपचार द्वारा समायोजित किया जा सकता है (9 अंक) सफलतापूर्वक । उल्लेखित सामग्रियों और विधियों का उपयोग करके, पहली बार FFF द्वारा macroscopic दोष-मुक्त भागों का निर्माण संभव है । लेखकों के ज्ञान के लिए, कोई अंय तुलनीय AM विधि T3DP19,20के अलावा इस तरह के भागों का निर्माण करने के लिए जाना जाता है । धातु सिरेमिक घटकों के लिए एक आवेदन चित्रा 17में दिखाया गया है, जो एक अलग zirconia मैट्रिक्स में एक विद्युत आयोजन looped स्टेनलेस स्टील के साथ एक हीटिंग तत्व है ।
धातु और सिरेमिक घटकों के FFF के लिए प्रमुख चुनौतियों में से एक उच्च ठोस सामग्री के कारण रेशा की कठोरता और भंगुरता की नाटकीय वृद्धि हुई है । इसलिए, सही बांधने घटकों के चयन परियोजना की सफलता के लिए एक महत्वपूर्ण कारक था । इसके अलावा, शक्ति और रेशा की लचीलापन एक उच्च कतरनी मिश्रण तकनीक (चित्रा 7) के उपयोग से सुधार किया जा सकता है । 28अत्यधिक भर प्रणालियों के साथ पिछले अध्ययनों के अनुसार, यह सुधार एक बेहतर पाउडर फैलाव और agglomerates29,30की कमी के कारण हो सकता है ।
जांच और बाहर निकालना के समायोजन, खींच और रेशा उत्पादन प्रक्रिया के दौरान स्पूलिंग गति उचित आयामों के साथ अत्यधिक कण-भरे रेशा के उत्पादन की अनुमति दी । बाहर निकालना मशीन के रूप में के रूप में अच्छी तरह से ठंडा उपकरणों के उपयोग के भीतर तापमान वितरण की तरह अंय मापदंडों काफी रेशा गुणवत्ता को प्रभावित किया और ध्यान से चुना गया ।
दोनों रेशा सफलतापूर्वक FFF-डिवाइस में संसाधित किए गए थे । टाक के बीच आसंजन को हरित प्रदेश (चित्रा 7-9) में बहुत अच्छा पाया गया । केवल कुछ छोटे infill खंड दिखाई दे रहे थे, जो आम तौर पर कला FFF प्रक्रिया (चित्रा 13) के एक राज्य के लिए कर रहे हैं । थर्माप्लास्टिक सामग्री के साथ इन महत्वपूर्ण संस्करणों को बंद करने के लिए, FFF-डिवाइस दो सूक्ष्म वितरण T3DP18,19,20,31,३२से जाना जाता इकाइयों से सुसज्जित किया गया था, जो एकल बूंदों के जमाव को अपर्याप्त भरी मात्रा के साथ-साथ महीन संरचनाओं के विनिर्माण (आंकड़ा 14 और 15) को बंद करने की अनुमति दें ।
भाग जटिलता या संकल्प के ज्यामितीय प्रतिबंध जोरदार प्रिंटर सेटअप निरंतर सामग्री प्रवाह के रूप में के रूप में अच्छी तरह से इस्तेमाल की टुकड़ा करने की क्रिया सॉफ्टवेयर पर निर्भर हैं । डिजाइन नियमों और परिणामी भाग उपस्थिति प्लास्टिक के FFF का उपयोग करने के लिए समान होने के लिए सबसे अधिक पाया जाता है ।

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:680px;" width="679">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:171px;">Zirconia</td>
			<td style="width:188px;">TZ-3YS-E&#160;</td>
			<td style="width:195px;">Tosoh, Europe B.V.</td>
			<td style="width:127px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Stainless steel</td>
			<td>UNS17400 -38 &#181;m</td>
			<td>Sandvik Osprey Ltd.</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Table of Devices and Software</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">slicing software</td>
			<td>Simplify 3D</td>
			<td>Simplify 3D, USA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="35">
			<td height="35" style="height:35px;">roller rotors mixer</td>
			<td>Plasti-Corder PL2000</td>
			<td style="width:195px;">Brabender GmbH &#38; Co. KG, Germany</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">3D printer</td>
			<td>model Ceram</td>
			<td>HAGE, Austria</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">cutting mill</td>
			<td>SM200</td>
			<td>Retsch Gmbh&#160; Germany</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="35">
			<td height="35" style="height:35px;">corotating extruder</td>
			<td>ZSE 18 HP-48D</td>
			<td style="width:195px;">Leistrutz Extrusionstechnik GmbH, Germany</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">laser measurementdevice</td>
			<td>Diagnostic Laser 2010</td>
			<td>SIKORA AG, Germany</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="35">
			<td height="35" style="height:35px;">capillary rheometer</td>
			<td>Rheograph 2002</td>
			<td style="width:195px;">G&#246;ttfert Werkstoff-Pr&#252;fmaschinen GmbH, Germany</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">single screw extruder</td>
			<td>FT-E20T-MP-IS</td>
			<td>Dr. Collin GmbH, Germany</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;">tungsten furnace</td>
			<td style="width:188px;">Hochtemperatur-Wolframofen WOHV 250/300-1900V</td>
			<td>MUT Advanced Heating GmbH</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="37">
			<td height="37" style="height:37px;">debinding furnace</td>
			<td style="width:188px;">Retorten-Entbinderungsofen RRO 280 / 300-900V</td>
			<td>MUT Advanced Heating GmbH</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;">attrition mill</td>
			<td>PE 1.4</td>
			<td style="width:195px;">Erich NETZSCH GmbH &#38; Co. Holding KG, Germany</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">PBM (planetary ball mill)</td>
			<td>PM 400</td>
			<td>Retsch Gmbh, Germany</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fused filament fabrication (fff) of metal-ceramic components

तकनीकी सिरेमिक व्यापक रूप से औद्योगिक और अनुसंधान अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किया जाता है, के रूप में अच्छी तरह के रूप में उपभोक्ता वस्तुओं के लिए । आज विविध अनुकूलन विकल्प और अनुकूल उत्पादन विधियों के साथ जटिल geometries की मांग लगातार बढ़ रही है । जुड़े रेशा निर्माण (FFF) के साथ, यह उच्च सामग्री दक्षता के साथ जल्दी से बड़े और जटिल घटकों का उत्पादन करने के लिए संभव है. FFF में, एक सतत थर्माप्लास्टिक रेशा पिघला हुआ है एक गर्म नोक में और नीचे जमा । कंप्यूटर नियंत्रित प्रिंट सिर के लिए परत द्वारा वांछित आकार परत का निर्माण करने के लिए ले जाया जाता है । धातुओं या चीनी मिट्टी की छपाई के संबंध में जांच अनुसंधान और उद्योग में अधिक से अधिक बढ़ रहे हैं । इस अध्ययन के additive विनिर्माण पर केंद्रित है (AM) एक बहु सामग्री दृष्टिकोण के साथ एक धातु (स्टेनलेस स्टील) एक तकनीकी सिरेमिक (zirconia: ZrO2) के साथ गठबंधन करने के लिए । इन सामग्रियों के संयोजन उनके विभिंन विद्युत और यांत्रिक गुणों के कारण आवेदनों की एक व्यापक विविधता प्रदान करता है । कागज सामग्री और टाक, डिवाइस के विकास, और इन कंपोजिट की छपाई की तैयारी में मुख्य मुद्दों को दर्शाता है ।

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Fused Filament Fabrication FFF of Metal-Ceramic Components

इस अध्ययन से पता चलता है बहु सामग्री additive विनिर्माण () स्टेनलेस स्टील और zirconia के जुड़े रेशा निर्माण (FFF) का उपयोग कर ।

धातु-सिरेमिक घटकों के जुड़े रेशा निर्माण (FFF)

Technical ceramics are widely used for industrial and research applications, as well as for consumer goods. Today, the demand for complex geometries with ...

इसका मकसद एडिटिव तरीके से लॉन्ग वेव इंफ्रारेड हीटर का निर्माण करना था। यह हिस्सा परिणामस्वरूप सिंटर, दो घटक हीटिंग तत्व, इन्सुलेट जिरकोनिया से बना है, और एफएफएफ द्वारा बनाए गए विद्युत प्रवाहकीय स्टेनलेस स्टील को दर्शाता है। बिजली की आपूर्ति को जोड़कर मेटल मेंडंडर को गर्म किया जाता है ।यह अध्ययन तकनीकी सीरम के साथ धातु को संयोजित करने के लिए बढ़ते सामग्री दृष्टिकोण के साथ आईटी विनिर्माण पर केंद्रित है। इन विभिन्न सामग्रियों का संयोजन उनके विभिन्न विद्युत और यांत्रिक गुणों के कारण व्यापक प्रकार के अनुप्रयोग प्रदान करता है। यह संयोजन चिकित्सा, ऑटोमोटिव और एयरोस्पेस क्षेत्रों में महत्वपूर्ण सवालों के जवाब देने में मदद कर सकता है।इसी उद्देश्य से फ्यूज फिलामेंट फैब्रिकेशन का चयन किया गया। मुख्य कारण उनके ऑप्टिकल गुणों से स्वतंत्र रूप से विभिन्न पाउडर को संसाधित करने की संभावना थी। इसके अलावा, थर्मल पोस्ट प्रोसेसिंग पाउडर इंजेक्शन मोल्डिंग जैसी अच्छी तरह से स्थापित तकनीकों के समान है, जिसके लिए एक मानक उपकरण का उपयोग किया जाता है।उच्च सामग्री दक्षता और सामग्री की पुनर्चक्रण क्षमता के कारण फ्यूज फिलामेंट निर्माण किफायती हो जाता है। अंत में, इस तकनीक को बड़े हिस्सों के लिए अपस्केल करना आसान है क्योंकि प्रक्रिया धुरी पर एक चलती, प्रिंटिंग सिर पर निर्भर करती है। प्रक्रिया शुरू करने से पहले, बहु-सामग्री दृष्टिकोण के लिए एक उपयुक्त पाउडर जोड़े का चयन करें।सिरेमिक ग्रेड के लिए, थर्मल विस्तार के गुणांक और सिंटरिंग तापमान विशेष स्टेनलेस स्टील्स के साथ-साथ इस सिरेमिक सामग्री की उच्च क्रूरता और फ्लेक्सरल ताकत के बराबर होने के कारण टेट्रागोनल yttria स्थिर जिरकोनिया का चयन करें। विशिष्ट धातु ग्रेड के लिए, थर्मल विस्तार के तुलनीय गुणांक के कारण प्रवाहकीय और डक्टाइल धातु सामग्री के रूप में स्टेनलेस स्टील पाउडर का उपयोग करें, और एक सुरक्षात्मक हाइड्रोजन वातावरण और एक विशेष मिलिंग प्रक्रिया के तहत जिरकोनिया के उन लोगों के लिए सिंटरिंग तापमान की एक समान श्रृंखला। तनाव मुक्त सह-सिंटरिंग प्राप्त करने के लिए, कणों को पतले और भंगुर गुच्छे में फिर से आकार देने के लिए गोलाकार स्टेनलेस स्टील के कणों को 180 मिनट के लिए एट्रिशन मिलिंग लागू करें।फिर, एक कम आस्पेक्ट रेशियो के साथ बहुत ठीक अनाज कणों में गुच्छे को तोड़ने के लिए २४० मिनट के लिए भंगुर गुच्छे पर ग्रहों की गेंद मिलिंग प्रदर्शन करते हैं, लेकिन एक वृद्धि हुई सिंटरिंग क्षमता । रोलर रोटर मिक्सर में फीडस्टॉक को प्री कंपाउंड करें। इसलिए, पाउडर को 47 मात्रा प्रतिशत की ठोस लोडिंग के साथ फीडस्टॉक प्राप्त करने के लिए एक बहु-घटक बांधने की मशीन प्रणाली के साथ मिलाया जाना चाहिए।प्री कंपाउंडिंग के बाद ठंड, ठोस सामग्री को कटिंग मिल में दानेदार करना पड़ता है। फैलाव में सुधार करने के लिए उच्च कतरनी दरों पर सामग्री को यौगिक करें, जैसे कि सह-घूर्णन, जुड़वां-स्क्रू एक्सट्रूडर में, जैसे चित्र से पता चलता है। एक कन्वेयर बेल्ट के साथ सामग्री ले लीजिए और इसे कमरे के तापमान तक ठंडा करें।कन्वेयर बेल्ट के अंत में, दो गोल आकार के धागे को पेलेट किया जाता है। चित्र में दिखाई गई एक्सट्रूशन लाइन का उपयोग फिलामेंट का उत्पादन करने के लिए किया जाता है। एकल स्क्रू एक्सट्रूडर में, सामग्री पिघली हुई है और फिलामेंट को कम से कम 1.75 मिलीमीटर व्यास वाले नोजल के माध्यम से निकाला जाता है।फिर, एक फिलामेंट को पीएफई कन्वेयर बेल्ट के साथ एकत्र किया जाता है। सामग्री को स्पूल करने के लिए, स्वचालित स्पूलिंग के लिए कन्वेयर बेल्ट के अंत में एक इकाई रखी जाती है। पुलिंग और स्पूलिंग यूनिट के बीच फिलामेंट के आयामों को मापें और नियंत्रित करें।एफएफएफ के लिए 1.70 से 1.80 मिलीमीटर और अंडाकार से छोटी अंडाकारता की व्यास सीमा वाले फिलामेंट्स की आवश्यकता होती है। एक विशेष निष्कासन गति के लिए, उत्तरोत्तर कन्वेयर बेल्ट को विनियमित करें और आयामों को समायोजित करने के लिए गति खींचें। सीएडी फाइल बनाने के बाद, एक स्लाइसिंग सॉफ्टवेयर का उपयोग करके जी-सीओडी उत्पन्न किया जाना चाहिए।सॉफ्टवेयर में, नोजल व्यास, परत की ऊंचाई, मुद्रण गति और मुद्रण तापमान को परिभाषित किया गया है। एक पूर्वावलोकन मोड में, विनिर्माण परत द्वारा परत का प्रदर्शन किया जा सकता है। सिरेमिक सामग्री नीला है और धातु हरे रंग की है।मल्टी मैटेरियल कंपोनेंट्स के एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग के लिए सबसे पहले 3डी प्रिंटर सॉफ्टवेयर में नोजल के किसी भी संभावित मिसलिंग्नेशन को सही करें । घटकों के निर्माण के लिए, स्टेनलेस स्टील फिलामेंट के साथ जिरकोनिया फिलामेंट और प्रिंटहेड दो के साथ प्रिंटहेड एक लोड करें। 10 मिलीमीटर प्रति सेकंड की प्रिंटहेड गति का उपयोग करना, और दोनों तंतु के लिए 20 डिग्री सेल्सियस का प्रिंट बेड तापमान।इसके बाद जिरकोनिया प्रिंटहेड तापमान को २२० डिग्री सेल्सियस और स्टेनलेस स्टील प्रिंटहेड तापमान को २४० डिग्री सेल्सियस तक सेट करें । बहु-सामग्री विनिर्माण के लिए, दो या तीन अलग-अलग परतों को प्राप्त करने के लिए प्रिंटहेड लोडिंग को वैकल्पिक करें। घटकों के debinding के लिए, पहले एक के बारे में 7 से 9 वजन प्रतिशत की एक घुलनशील बांधने की सामग्री को दूर करने के लिए आठ घंटे के लिए ६० डिग्री सेल्सियस साइक्लोहेक्सेन में नमूना जलमग्न ।फिर, नमूनों को 80 प्रतिशत आर्गन और 20 प्रतिशत हाइड्रोजन के कम करने वाले ए एटीएमोशपीर में एक उच्च तापमान टंगस्टन भट्ठी में स्थानांतरित करें, सामग्री के सिंटरिंग के लिए तीन घंटे के निवास समय के लिए, इसके बाद भट्ठे को कमरे के तापमान में ठंडा किया जाता है। सिंटरिंग करते समय, भागों की मात्रा से लगभग ४५ प्रतिशत हटना और, कम वातावरण के कारण, जिरकोनिया काले रंग में बदल जाता है । विद्युत शक्ति स्रोत लागू करके इस चरण के बाद अंतिम भाग गुण प्राप्त किए जाते हैं।धातु पथ एक प्रतिरोध हीटर की तरह कार्य करता है, जबकि अलग जिरकोनिया इसे कवर करता है । एक स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग कर माइक्रोस्ट्रक्चर की जांच की गई थी। सिंटर दो घटक भाग का माइक्रोग्राफ ऊपरी में धातु माइक्रोस्ट्रक्चर और निचले खंड में सिरेमिक एक को दर्शाता है।दो सामग्रियों के बीच में, मिश्रित चरण होते हैं, धातु और सिरेमिक के बीच सामग्री बांड प्रदान करते हैं। स्टेनलेस स्टील सिंटरिंग व्यवहार के लिए सबसे अच्छा फिटिंग परिणाम 180 मिनट के उदासीनता मिलिंग समय और 240 मिनट के ग्रहों की गेंद मिलिंग समय के साथ प्राप्त किए जाते हैं। यहां, जिरकोनिया पाउडर के सिंटरिंग व्यवहार के साथ प्रारंभिक और मिल्ड स्टील पाउडर के सिंटरिंग व्यवहार की तुलना दिखाई गई है।जाहिर है, मिल्ड मेटल पाउडर जिरकोनिया की तुलना में सिंटरिंग व्यवहार में एक अच्छा फिट दिखाता है। एक जुड़वां पेंच एक्सट्रूडर में जिरकोनिया फीडस्टॉक के कंपाउंडिंग के परिणामस्वरूप सामग्री की अंतिम तन्य शक्ति पर उच्च अंतिम तन्य शक्ति और विस्तार होता है। लेकिन जब सामग्री रोलर रोटर मिक्सर में जटिल होती है तो उसकी तुलना में एक कम सेकेंट मॉड्यूलस।जिरकोनिया फिलामेंट्स के लिए, एक्सट्रूज़न के दौरान आयामों का एक अच्छा नियंत्रण प्राप्त किया जा सकता है, जबकि संशोधित स्टेनलेस स्टील पाउडर वाले फिलामेंट्स के लिए, औसत फिलामेंट व्यास की उच्च परिवर्तनशीलता देखी जाती है। इस आंकड़े में: एक शुद्ध जिरकोनिया नमूना, एक शुद्ध स्टेनलेस स्टील का नमूना, और एक सिंटर और अच्छी तरह से शामिल स्टील सिरेमिक कंपोजिट देखा जा सकता है। दोनों सामग्रियों की समान बांधने की प्रणाली के कारण, एक अखंड समग्र भाग में विशिष्ट परतों को फ्यूज करना संभव है।उदाहरण के लिए, यहां तेज संक्रमण के साथ एक बड़ा, गोल आकार का हिस्सा दिखाया गया है। इसके विकास के बाद, इस तकनीक ने सर्जिकल, ऑटोमोटिव या यहां तक कि उपभोक्ता वस्तुओं में उत्पादन के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्रियों को विकसित करने के लिए कई गुना क्षेत्र में शोधों का मार्ग प्रशस्त किया। परिणाम फ्यूज फिलामेंट फैब्रिकेशन का उपयोग करके धातु अर्ध कंपोजिट का निर्माण करने के लिए एक स्वतंत्र दृष्टिकोण दिखाते हैं जो विद्युत प्रवाहकीय और विद्युत इन्सुलेट गुणों को एक घटक में उत्पन्न करते हैं।

Research

JoVE Journal

Engineering

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