Tình trạng sau xử lý sản xuất gốm sứ
Với sự tiến bộ nhanh chóng của "Made in China 2025", ngành sản xuất gốm sứ cũng đã trải qua những thay đổi sâu sắc và đang chuyển đổi theo hướng "trí thông minh và số hóa". Sau nhiều năm phát triển, công nghệ in 3D đã đóng một vai trò ngày càng quan trọng trong quy trình sản xuất gốm sứ và công nghệ in gốm sứ dựa trên các sơ đồ khác nhau đã đạt được những tiến bộ vượt bậc. Tuy nhiên, do tính đặc thù của vật liệu gốm, chúng không thể được thiêu kết trực tiếp như kim loại trong quá trình in 3D. Quy trình sản xuất chung là in 3D, tiếp theo là quá trình tẩy nhờn và thiêu kết sau xử lý. Sau đây liệt kê và phân tích hiện trạng của thị trường xử lý hậu kỳ cho in 3D gốm.
Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ vật liệu, thiết kế có sự trợ giúp của máy tính (CAD), sản xuất có sự trợ giúp của máy tính (CAM) và các công nghệ ứng dụng khác, công nghệ in 3D gốm cũng không ngừng được cải tiến. Tuy nhiên, dựa trên đặc thù của vật liệu gốm, với các phương tiện khoa học và công nghệ hiện nay, các bộ phận gốm được sản xuất bằng PDM, SLA hoặc các phương pháp khác nên được định nghĩa là "cơ thể gốm". Công nghệ in gốm sứ 3D thực sự thay thế gốm sứ trong quy trình sản xuất gốm sứ. Trong "quy trình tạo hình" truyền thống, sau "quy trình tạo hình", các quy trình như "tẩy nhờn" và "thiêu kết" vẫn được yêu cầu. Chỉ sau khi hoàn thành "quá trình thiêu kết", các hạt bột gốm mới có thể được làm đặc để đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất.
Trong quy trình in 3D gốm, lấy vật liệu in alumina điển hình làm ví dụ, nhựa cảm quang được thêm vào bùn gốm làm môi trường đóng rắn và được xử lý bằng chiếu xạ laser với bước sóng và công suất cụ thể, từ đó thực hiện in 3D (đúc ) quá trình gốm sứ.
Nhựa cảm quang làm chất phụ gia chiếm hơn 25 phần trăm khối lượng và 45-50 phần trăm thể tích trong toàn bộ vật liệu in. Sau khi thử nghiệm, tỷ lệ co ngót của các bộ phận gốm in 3D thường là khoảng 20 phần trăm hoặc cao hơn. Tuy nhiên, tỷ lệ khối lượng sau khi đúc bằng các quy trình đúc truyền thống như ép phun và ép nói chung là khoảng 3% và tỷ lệ co ngót nói chung là khoảng 10% (lấy alumina làm ví dụ). Co ngót quá mức làm cho yêu cầu cao hơn đối với kiểm soát kích thước và đặc tính của chi phí gốm. Do đó, những thay đổi tương ứng cần được thực hiện trong quá trình xử lý sau xử lý các sản phẩm gốm in 3D.
Hiện tại, do công nghệ in 3D gốm vẫn đang trong quá trình nghiên cứu và phát triển, sản xuất thử nghiệm quy mô nhỏ và các ứng dụng công nghiệp đặc biệt nên chưa có tình trạng sản xuất quy mô lớn. Do đó, người dùng cuối của máy in 3D gốm thường hỗ trợ các lò sưởi điện nhỏ thử nghiệm làm thiết bị nhiệt sau xử lý gốm. Hầu hết các thiết bị này được thiết kế và sản xuất bằng kỹ thuật chuẩn bị gốm sứ truyền thống, có cấu trúc đơn giản và có thể không có khả năng thu thập và phân tích dữ liệu; hầu hết những người thực hiện hậu quy trình chủ yếu tập trung vào nghiên cứu và phát triển vật liệu. Đối với công nghệ in 3D gốm, công nghệ thiêu kết gốm Chờ không thành thạo. Đánh giá từ phản hồi của thị trường hiện tại, "hiệu ứng thùng" của in 3D gốm bị kẹt trong quá trình xử lý hậu kỳ. Với việc sử dụng các chất phụ gia cao, tỷ lệ co ngót lớn trực tiếp dẫn đến nứt, độ bền kết cấu không đồng đều và biến màu. Về các vấn đề sau xử lý, điều này cũng dẫn đến sự chậm trễ trong việc đưa công nghệ in 3D gốm vào sản xuất hàng loạt.
Có thể thấy tầm quan trọng của quá trình thiêu kết bảo vệ khí quyển trơ trong quá trình xử lý hậu kỳ của in 3D gốm. Sau khi thử nghiệm, chúng tôi nhận thấy rằng nếu quy trình thiêu kết truyền thống được sử dụng để thiêu kết các bộ phận in 3D bằng gốm, thì bất kể tốc độ gia nhiệt chậm đến đâu, sản phẩm sẽ có ít nhiều vết nứt và có thể quan sát thấy các vết nứt trên toàn bộ thân máy dưới tác động của điện tử. kính hiển vi.
Sau khi sử dụng tính năng bảo vệ bằng khí trơ, tốc độ tăng nhiệt độ có thể kiểm soát hiện tại là khoảng 0.8~1 độ mỗi phút và cần có không khí/môi trường khí trơ. Trong giai đoạn sau, tốc độ thiêu kết tổng thể sẽ tăng dần và lò khí quyển tẩy dầu mỡ và thiêu kết tích hợp sẽ được sử dụng làm thiết bị sản xuất đặc biệt cho các bộ phận in 3D gốm để giảm thiểu thời gian xử lý và giảm độ phức tạp của hoạt động.
Một kế hoạch cho hiện trạng
Trong quá trình xử lý sau, việc loại bỏ dầu mỡ hữu cơ là đặc biệt quan trọng. Việc tẩy dầu mỡ không hoàn toàn sẽ trực tiếp dẫn đến các vấn đề như nứt sản phẩm, nhuộm màu và hư hỏng độ bền. Đối với điều này, thiết bị tẩy dầu mỡ có khả năng hút chân không sẽ được sử dụng để giảm quá trình oxy hóa chất hữu cơ trong quy trình tẩy dầu mỡ truyền thống. Phản ứng được chuyển thành phản ứng cracking nhiệt, sử dụng khí trơ để tạo ra bầu không khí bảo vệ trong buồng trong quá trình tẩy dầu mỡ. Và sử dụng thiết bị kiểm tra để theo dõi nhiệt độ, áp suất, hàm lượng oxy, v.v. trong thời gian thực, và cuối cùng lập báo cáo phân tích để khắc phục quy trình tẩy dầu mỡ của cùng loại sản phẩm.
Xét về tình hình hiện tại của thị trường xử lý sau in 3D gốm, trên cơ sở khả năng in 3D gốm, một hệ thống dịch vụ tích hợp tẩy dầu mỡ, thiêu kết, ghi dữ liệu, phân tích dữ liệu và thử nghiệm các vật liệu gốm xanh có hàm lượng chất béo cao đã được ra mắt. được thành lập để cung cấp cho khách hàng cuối in 3D gốm sứ và các nhà phát triển vật liệu cung cấp quy trình tẩy dầu mỡ tích hợp, thiêu kết, mài bề mặt, xác minh quy trình và các dịch vụ khác sau khi in, nhằm thúc đẩy hiện thực hóa quy trình sản xuất hàng loạt in 3D gốm.