Wytwarzanie przyrostowe szkła i ceramiki technicznej cieszy się rosnącym zainteresowaniem w różnych branżach przemysłowych, przede wszystkim ze względu na możliwość otrzymywania w procesie druku 3D ceramicznych wyrobów o złożonej geometrii, trudnej lub wręcz niemożliwej do uzyskania konwencjonalnymi technikami formowania.
Związki ceramiczne charakteryzują się wysokimi temperaturami topnienia, dlatego większość metod druku 3D wykorzystuje proszki ceramiczne, zmieszane z lepiszczem, które po otrzymaniu żądanej geometrii zostaje usunięte w ramach obróbki cieplno-chemicznej, a pozostały materiał poddawany jest zagęszczeniu i spieczeniu w wysokiej temperaturze. Podczas gdy sam proces druku przebiega stosunkowo szybko, to właśnie post-processing jest najbardziej czasochłonnym etapem produkcji, zwykle trwającym nawet do 48 h.
Zdaniem badaczy japońskiego Państwowego Uniwersytetu w Jokohamie, to właśnie czas oczekiwania na gotowy wyrób stanowi największą trudność na drodze do upowszechnienia druku 3D szkła i ceramiki technicznej. Podjęli się więc opracowania kompozycji materiałowej, umożliwiającej skrócenie obróbki cieplno-chemicznej do 5 h.
Swoje rozwiązanie przedstawili na przykładzie stereolitografii krzemionki (SiO2). Opracowana światłoutwardzalna zawiesina składa się z cząstek ceramicznych z dodatkiem polietylenoiminy i kwasu oleinowego, zmieszanych w rozcieńczalniku na bazie termineolu i tetrahydrofuranu z niewielką ilością akrylanów i fotoinicjatorem, odpowiadającym za zapoczątkowanie reakcji fotopolimeryzacji. Zastosowana kompozycja charakteryzuje się stosunkowo niską zawartością monomerów, dzięki czemu ich usunięcie po ukończeniu druku zajmuje poniżej 5h.
W następnej kolejności japońscy naukowcy będą pracowali nad rozciągnięciem przedstawionej metodologii na inne rodzaje materiałów szklanych i ceramicznych.
eurekalert.org
