목표는 첨가제 방식으로 긴 파 적외선 히터를 제조하는 것이었습니다. 이 부품은 FFF에서 만든 절연 지르코니아 및 전기 전도성 스테인레스 스틸로 만들어진 결과 소결, 두 가지 구성 요소 가열 요소를 보여줍니다. 전원 공급 장치를 연결하면 금속 구불구가 가열됩니다.
이 연구는 금속과 기술 적인 세럼을 결합하는 장착 재료 접근 방식을 가진 IT 제조에 중점을 둡니다. 이러한 다양한 재료를 결합하면 다양한 전기 및 기계적 특성으로 인해 다양한 응용 제품을 제공합니다. 이 조합은 의료, 자동차 및 항공 우주 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다.
이를 위해 퓨즈 필라멘트 제작이 선택되었습니다. 주된 이유는 광학 특성과 는 별개로 다른 분말을 처리할 수 있는 가능성이었습니다. 더욱이, 열 전처리는 표준 장비가 사용되는 분말 사출 성형과 같은 잘 확립된 기술과 유사하다.
퓨즈 필라멘트 제조는 재료의 높은 재료 효율과 재활용성으로 인해 경제적이 됩니다. 마지막으로 이 기술은 프로세스가 축에서 움직이는 인쇄 헤드에 의존하기 때문에 더 큰 부품에 대해 고급화하기 쉽습니다. 절차를 시작하기 전에 다중 물질 접근에 적합한 파우더 커플을 선택하십시오.
세라믹 등급의 경우, 열 팽창의 계수와 소결 온도가 특수 스테인레스 스틸과 비교할 수 있는 열 팽창 및 소결 온도뿐만 아니라 이 세라믹 재료의 높은 인성과 굴곡 강도로 인해 지르코니아를 안정시키는 지르코니아를 선택하십시오. 특정 금속 등급의 경우, 스테인레스 스틸 분말을 열 팽창의 유사한 계수로 인해 전도성 및 연성 금속 재료로 사용하고, 보호 수소 분위기와 특수 밀링 절차하에서 지르코니아의 것과 유사한 범위의 소결 온도를 사용합니다. 스트레스 없는 소결을 달성하기 위해 구형 스테인레스 스틸 입자에 180분 동안 소모 세팅을 적용하여 입자를 얇고 부서지기 쉬운 조각으로 재구성합니다.
그런 다음, 240분 동안 부서지기 쉬운 플레이크에 행성 볼 밀링을 수행하여 가로세로 인해 매우 미세한 입자로 플레이크를 분해하지만 소결 능력이 증가합니다. 롤러 로터 믹서에서 공급 원료를 사전 화합물. 따라서 분말은 47부피%의 고체 하중으로 공급원료를 얻는 다중 성분 바인더 시스템과 혼합되어야 한다.
사전 복합 후, 차갑고 단단한 물질은 절단 공장에서 과립되어야합니다. 재질을 높은 전단 속도로 화합물하여 영상쇼와 같이 공동 회전, 트윈 나사 압출기와 같은 분산을 개선한다. 컨베이어 벨트로 재료를 수집하고 실온으로 식힙니다.
컨베이어 벨트의 끝에서, 두 둥근 모양의 스레드는 펠릿화된다. 그림에 표시된 압출 선은 필라멘트를 생성하는 데 사용됩니다. 단일 나사 압출기에서, 재료는 용융되고 필라멘트는 직경이 1.75 밀리미터인 노즐을 통해 압출된다.
그런 다음, 필라멘트는 PTFE 컨베이어 벨트로 수집됩니다. 재질을 스풀링하기 위해 컨베이어 벨트 끝에 유닛을 배치하여 자동 스풀링을 합니다. 당기기기기와 스풀링 유닛 사이의 필라멘트의 치수를 측정하고 제어합니다.
직경 범위가 1.70 ~ 1.80밀리미터이고 0.10밀리미터보다 작은 타원형을 가진 필라멘트는 FFF에 필요합니다. 특정 압출 속도의 경우 컨베이어 벨트와 당김 속도를 점진적으로 조절하여 치수를 조정합니다. CAD 파일을 만든 후 슬라이싱 소프트웨어를 사용하여 G-COD를 생성해야 합니다.
소프트웨어에서 노즐 직경, 층 높이, 인쇄 속도 및 인쇄 온도가 정의됩니다. 미리 보기 모드에서는 레이어별로 제조를 시연할 수 있습니다. 세라믹 소재는 파란색이며 금속은 녹색으로 지정됩니다.
멀티 재료 구성 요소의 적층 제조의 경우 먼저 3D 프린터 소프트웨어에서 노즐의 정렬 불량 가능성을 수정합니다. 부품의 제조를 위해, 지르코니아 필라멘트와 인쇄 헤드 하나를 스테인레스 스틸 필라멘트와 함께 인쇄 헤드 를 로드합니다. 초당 10밀리미터의 인쇄촉 속도와 두 필라멘트에 대해 섭씨 20도의 인쇄 된 침대 온도를 사용하십시오.
그런 다음 지르코니아 인쇄물 온도를 섭씨 220도로 설정하고 스테인레스 스틸 프린트 헤드 온도를 섭씨 240도로 설정합니다. 다중 재료 제조의 경우 인쇄헤드 로딩을 번갈아 사용하여 두 개 또는 세 개의 서로 다른 레이어를 달성합니다. 성분의 결합을 위해, 먼저 약 7 ~ 9 중량 백분율의 수용성 바인더 함량을 제거하기 위해 8 시간 동안 섭씨 60도 사이클로헥산으로 샘플을 잠급한다.
이어서, 샘플을 고온 텅스텐 용광로로 옮겨 80% 아르곤과 20%의 수소의 감쇠에 시료를 옮기고, 재료의 소결을 위해 3시간의 거주 시간 동안, 가마를 실온으로 냉각시킵니다. 소결하는 동안 부품은 부피가 약 45% 줄어들고 대기가 감소하기 때문에 지르코니아는 검은 색으로 변합니다. 최종 부품 특성은 이 단계 후에 전력원을 적용하여 달성됩니다.
금속 경로는 저항 히터처럼 작동하며 고립 된 지르코니아가 이를 덮습니다. 미세 구조는 스캐닝 전자 현미경을 사용하여 조사되었다. 소결된 두 성분 부분의 현미경 사진은 상부의 금속 미세 구조와 하부 부에 있는 세라믹을 나타낸다.
두 재료 사이에, 혼합 단계가 발생, 금속과 세라믹 사이의 재료 결합을 제공. 스테인레스 스틸 소결 거동에 가장 적합한 결과는 180분의 감산 밀링 시간, 240분의 행성 볼 밀링 시간으로 얻어진다. 여기서, 지르코니아 분말의 소결 거동과 초기 및 밀링 된 강철 분말의 소결 거동을 비교하는 것이 도시된다.
분명히, 밀링 된 금속 분말은 지르코니아 하나에 비해 소결 거동에 좋은 적합을 보여줍니다. 쌍 나사 압출기에서 지르코니아 공급 원료의 복합화는 재료의 궁극적 인장 강도에서 더 높은 궁극적 인장 강도와 신장을 초래한다. 그러나 재료가 롤러 로터 믹서에 복합 될 때에 비해 낮은 secant 계수.
지르코니아 필라멘트의 경우 압출 중에 치수를 잘 제어할 수 있으며, 변형된 스테인리스 스틸 분말을 함유한 필라멘트의 경우 평균 필라멘트 직경의 가변성이 더 높은 것으로 관찰된다. 이 그림에서: 순수한 지르코니아 샘플, 순수한 스테인레스 스틸 샘플, 소결되고 잘 결합된 강철 세라믹 복합재를 관찰할 수 있다. 두 재료의 유사한 바인더 시스템으로 인해 특정 층을 모놀리식 복합 부품에 융합할 수 있다.
예를 들어, 여기에 날카로운 전환이 있는 더 크고 둥근 모양의 부분이 표시됩니다. 개발 후, 이 기술은 매니폴드 분야의 연구를 통해 외과, 자동차 또는 소비재에서 생산하는 데 사용되는 재료를 개발할 수 있는 길을 열었습니다. 그 결과 퓨즈 필라멘트 제조를 사용하여 금속 반 복합재를 제조하여 전기전도성 및 전기 절연 특성을 하나의 구성 요소로 제조하는 허용적인 접근 방식을 보여줍니다.
