Cerâmica impressa em 3D: 15μm SiC 88% vs 90% de pureza para peças verdes

Por que o carboneto de silício é importante na impressão 3D em cerâmica

O carboneto de silício é usado em cerâmicas fabricadas aditivamente porque combina alta dureza, estabilidade térmica e resistência ao desgaste a um custo bem inferior ao das cerâmicas estruturais especiais. No jateamento de ligante, extrusão de material e fotopolimerização em cuba, o pó de SiC determina em grande parte o quão bem uma peça mantém sua forma antes da queima.

O SiC comercial para essas rotas é classificado pelo teor de carboneto de silício e pelo tamanho das partículas. Um tamanho médio de partícula de 15 mícrons fica na faixa de fino-a{3}}médio, grosso o suficiente para fluir e empacotar dentro de uma impressora, mas fino o suficiente para sinterizar em um corpo denso.

O que 88% e 90% de pureza realmente significam

O percentual refere-se ao teor de carboneto de silício do pó, sendo o saldo composto por silício livre, carbono livre, ferro e outros resíduos do processo do forno Acheson. Portanto, uma classe de 90% contém cerca de dois pontos percentuais a menos de material não-de metal duro do que uma classe de 88%.

Essa lacuna é pequena em termos absolutos, mas altera a quantidade de fase de baixo-ponto de fusão ou de não{1}}reforço presente durante a queima. O menor teor residual geralmente proporciona uma contração mais previsível e menos locais de reação que podem gerar porosidade.

Resistência Verde Antes da Sinterização

A resistência verde vem do sistema aglutinante mais o empacotamento das partículas, e não do próprio SiC. No entanto, a química da superfície do pó influencia a forma como o aglutinante molha e forma uma ponte entre as partículas. Pós com mais silício e óxido livres tendem a reter umidade e equilíbrio de aglutinante ligeiramente diferentes.

Na prática, um pó de 15 mícrons com qualquer grau pode ser impresso com sucesso. O material de 90% é mais fácil de controlar porque sua superfície é mais consistente lote a lote, o que é importante quando as peças verdes têm paredes-finas ou canais internos finos.

Sinterização, Encolhimento e Densidade Final

Durante a queima, a fração não -de carboneto pode reagir ou amolecer antes do esqueleto do SiC. Uma fração residual mais elevada aumenta o risco de diferenças de retração localizadas e de um corpo final com densidade ligeiramente menos uniforme. Um grau de 90% normalmente atinge uma densidade de queima mais consistente para o mesmo perfil de tempo e temperatura.

Como o encolhimento está ligado à embalagem inicial e à quantidade de fase fugitiva, a qualidade mais consistente também torna mais fácil dimensionar uma impressão do protótipo à produção sem redesenhar o modelo de compensação.

Combinando a nota com a inscrição

Para peças verdes decorativas ou de baixa{0}}carga, uma classificação de 88% oferece resultados aceitáveis ​​a um custo menor. Para componentes que serão sinterizados em uma cerâmica funcional, como telhas de desgaste, móveis de forno ou partes internas de bombas, o grau de 90% reduz o risco de rejeições e geralmente é o melhor valor quando as perdas de queima são contabilizadas.

Qualquer que seja o grau selecionado, a distribuição do tamanho das partículas, o ligante e o perfil de queima devem ser fixados juntos, porque essas três variáveis ​​interagem muito mais fortemente do que a diferença de pureza de dois{0}}pontos por si só.

Perguntas frequentes

P: 90% de SiC é sempre melhor que 88% para peças verdes?
Não. Ela proporciona encolhimento e densidade mais consistentes, mas para peças-de baixa carga ou decorativas, a classe de 88% tem um bom desempenho a um custo menor.

P: Ambas as notas podem ser impressas com o mesmo fichário?
Geralmente sim, mas a dosagem do ligante pode precisar de um pequeno ajuste porque a química da superfície difere entre os tipos.

P: Por que o tamanho de 15 mícrons é importante?
Ele equilibra a fluidez na impressora com a fração de partículas finas necessária para uma boa sinterização e acabamento superficial.

P: A pureza afeta o encolhimento?
Sim. Uma fração residual mais alta pode ampliar a janela de contração, de modo que o grau de 90% é mais fácil de manter dentro da tolerância.

P: A nota deve ser fixada antes da ampliação?
Sim. Congele a nota, o fichário e o perfil de disparo antecipadamente e, em seguida, ajuste apenas uma variável por vez durante o-aumento de escala.