一个3D打印的陶创新的发射技术:一个数值和实验研究

科学领域:

• 材料科学与工程 材料科学与工程
• 陶加工 陶加工 陶加工
• 增材制造 增材制造 增材制造

背景情况:

• 传统的3D打印陶,如石器的火烧是时间密集的,往往超过10小时达到1200°C.
• 传统的烧制方法限制了通过增材制造制造的复杂陶零件的生产效率.

研究的目的:

• 研究微波加热 (MW) 作为加热3D打印石器的更快替代方案.
• 与传统方法相比,评估MW燃烧陶件的机械强度,美学和孔隙性.

主要方法:

• 利用微波辐射发射3D打印的石器样品.
• 使用热度计和工艺温度控制环 (PTCR) 进行精确的温度监测和控制.
• 在烧焦样本上进行机械强度和孔隙性测试.

主要成果:

• 与传统方法相比,微波发烧减少了大约90%的处理时间.
• 用MW燃烧的零件的机械强度与传统燃烧和电速燃烧样品 (41N/mm2) 相美.
• 用MW燃烧的石器的孔径水平约为4%,类似于参考样本,优于电气快速燃烧的样本.

结论:

• 微波加热为传统石器烧火提供了可行和高效的替代方案,大大缩短了循环时间.
• 这种加速的工艺不会损害陶产品的机械性能或美学品质.
• 数学研究对于优化增材制造陶的微波烧烤工艺至关重要.