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鄒小姐：13326633089 -
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利摩日被稱為法國(guó)的景德鎮(zhèn)，而法國(guó)科研中心和利摩日大學(xué)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室也是全球研究先進(jìn)陶瓷材料的頂尖機(jī)構(gòu)之一。目前，該機(jī)構(gòu)旗下的IRCER實(shí)驗(yàn)室在法國(guó)知名陶瓷3D打印制造商3Dceram的支持下，正在研究實(shí)現(xiàn)碳化硅3D打印的商業(yè)化。
與氧化鋁、氧化鋯等氧化物相比，非氧化物陶瓷的3D打印制造開(kāi)發(fā)落后很多，比如碳化硅。但碳化硅陶瓷在高溫下優(yōu)異的穩(wěn)定性、導(dǎo)熱性以及機(jī)械性能和低密度，使得其具有氧化物陶瓷的不可替代性。2016年，美國(guó)HRL實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)出了很可能是而全球首個(gè)碳化硅陶瓷；2018年，我國(guó)寧波材料所也在用于3D打印的高品質(zhì)碳化硅陶瓷先驅(qū)體研制上獲得進(jìn)展。
此次研究團(tuán)隊(duì)所采取的工藝技術(shù)正式建立在此之上的（UV-Smart-SiC）激光智能光刻碳化硅打印技術(shù)。
2016年美國(guó)HRL實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的3D打印碳化硅
首先要確立的概念是碳化硅光刻3D打印非常困難。立體光刻技術(shù)是一種用于懸浮液或含陶瓷粉體的活性糊料的紫外聚合技術(shù)，僅適用于紫外輻射吸收率低（350～400nm）的材料，主要是氧化鋁、氧化鋯、二氧化硅和羥基磷灰石等氧化物。但是，碳化硅具有很高的紫外光吸收率（355nm處約80%的吸收率），這使得用光固化樹(shù)脂進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)陶瓷立體光刻幾乎不可能實(shí)現(xiàn)。
光刻打印碳化硅體積收縮示意
本次研究的解決方案是，在所需的光固化波長(zhǎng)下，在SiC顆粒（核殼結(jié)構(gòu)）上涂覆一層不透明的非吸收性材料。但又出現(xiàn)一個(gè)新問(wèn)題，這會(huì)引入第二相，因此需要用不會(huì)污染材料的聚合物，但“丙烯酸酯” 聚硅氮烷等商用聚合物會(huì)導(dǎo)致40%的體積收縮，結(jié)果就是無(wú)法精確精密制造大型零部件。其他一些聚合物的組合選擇又會(huì)導(dǎo)致游離碳或氧含量升高。
基于這種狀況，研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為“耦合”立體光刻，即稱為（UV-Smart-SiC）的方法很有前途。該方法從兩個(gè)方向著手，第一是開(kāi)發(fā)定制新型聚合物，第二是開(kāi)發(fā)僅適用于激光聚焦的光刻懸浮液。關(guān)于該技術(shù)更詳細(xì)的內(nèi)容并未披露，但該研究思路和取得的進(jìn)展值得參考。
粉體圈 編譯 YUXI
