在LCD3D打印中使用高性能聚合物衍生陶

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 陶工程 陶工程 陶工程
• 增材制造 增材制造 增材制造

背景情况:

• 聚合物衍生陶 (PDCs) 具有独特的特性,但复杂,高性能结构的制造仍然具有挑战性.
• 氧化碳 (SiOC) PDC对高温应用具有吸引力.
• 与传统方法同时实现高强度和复杂几何形状存在局限性.

研究的目的:

• 为了证明使用LCD vat光聚合 (VPP) 制造具有复杂几何形状的高强度,轻质SiOC PDC的制造.
• 评估特征厚度和热解温度对材料性能的影响.
• 开发一种可打印的前体配方,用于先进的陶制造.

主要方法:

• 使用液晶显示器 (LCD) 容器光聚合 (VPP) 技术,采用氧化碳化 (SiOC) 前体配方.
• 3D打印复杂的几何形状,如陀螺和随机格子.
• 使用光学和热重力测量分析 (TGA) 分析了前体特征.
• 通过微型CT扫描和在800°C和1200°C的热解后的机械测试来评估印刷零件.

主要成果:

• 一种基于乙烯基甲氧化同聚合物 (VMM-010) 的可打印前体显示出快速固化,低粘度和良好的可打印性.
• 成功地3D打印了具有高结构完整性和最小空隙的复杂结构.
• 基于VMM的PDC网格实现了高达9.4 MPa/g cm3的特定压力强度,比控制器提高了50倍.
• 证明了特殊的高温稳定性,在1500°C下2小时后保持完整性.
• 组合分析表明自由碳较低,陶阶段形成增强.

结论:

• VMM-010前体配方非常适合用于高性能SiOC PDCs的LCD3D打印.
• 这种方法可以使复杂的陶结构具有卓越的机械和热性能,可扩展和可靠地制造.
• 开发的PDC具有在航空航天,汽车和生物医学领域要求高的应用的巨大潜力.