Tysiąckrotnie szybsze spiekanie drukowanej 3D ceramiki? Teraz to możliwe

Technologie druku 3D, niezależnie od stosowanej metody czy materiału często wiążą się z mniej lub bardziej skomplikowanym post-processing’iem. Nie inaczej jest z wytwarzaniem przyrostowym z ceramiki, gdzie gotowe części zazwyczaj należy poddać ekspozycji na wysoką temperaturę w procesie spiekania.

Autorską metodę spiekania elementów ceramicznych zaprezentowali naukowcy z Wydziału Inżynierii Materiałowej Uniwersytetu Marylandu. Tym, co ją wyróżnia jest fakt, że w porównaniu z innymi metodami jest ultraszybka i umożliwia spiekanie części ceramicznych nawet 1000 razy szybciej niż w przypadku tradycyjnego spiekania w specjalnych piecach.

W przypadku standardowych procesów spiekania, czas potrzebny na przekształcenie nowo stworzonego elementu w funkcjonalną część należy liczyć w godzinach. Zarówno przygotowanie oraz rozgrzanie pieca do ceramiki, jak i właściwy proces spiekania wiąże się z długim czasem oczekiwania. Z kolei inne metody, takie jak spiekanie plazmą iskrową czy z wykorzystaniem mikrofal wymaga dużych nakładów kosztów, a kompatybilne są tylko z określonymi materiałami.

Opracowana przez zespół badawczy metoda eliminuje konieczność długiego czekania – wykorzystując temperaturę do 3000°C metoda pozwala na spiekanie drukowanych 3D elementów ceramicznych w zaledwie kilka sekund!

Profesor Liangbing Hu, kierownik zespołu badawczego, tłumaczy, że w ich metodzie ceramiczny element jest umieszczany pomiędzy dwoma warstwami materiału węglowego, który jest natychmiastowo rozgrzewany do wysokiej temperatury, pozwalającej na spieczenie dowolnego materiału ceramicznego. Stworzone, jednolite środowisko pozwala na spieczenie elementu nie tylko w krótkim tempie, ale i z zachowaniem jednorodnej struktury wewnętrznej. Twórcy dodają, że wyniki przeprowadzonych przez nich badań potwierdzają, że proces spiekania można z powodzeniem wykorzystywać w przypadku drukowanych 3D części.

Jak się okazuje, metoda nie zostanie zatrzymana jedynie na użytek uczelni. Opatentowana technika szybkiego spiekania zostanie skomercjalizowana za pośrednictwem spółki zależnej Uniwersytetu Marylandu, HighT-Tech LLC. Twórcy wierzą, że ich sposób pozwoli na przyspieszenie łańcuchu produkcji ceramiki elektronicznej, na potrzeby prężnie rozwijającej się branży nowych technologii.

Wyniki badania zostały opisane w artykule „A general method to synthesize and sinter bulk ceramics in seconds”, w renomowanym czasopiśmie naukowym „Science”.

Źródło: 3dprintingmedia.network, sciencedaily.com