آشنایی پرینتر سرامیک به عنوان یکی از روش‌های تولید سرامیک به روش نوین و با توجه به کاربرد فراوان سرامیک در صنایع مختلف دارای اهمیت زیادی است. استفاده از تکنولوژی پرینتر سرامیک دارای مزایای زیادی است که در این مقاله ابتدا با پرینتر سه بعدی سرامیک آشنا خواهیم شد و پس از آن روش‌های چاپ سه بعدی سرامیک را بیان خواهیم کرد. با ما همراه باشید.
سرامیک چیست؟
سرامیک به طور کلی حاصل از پخت رس در دماهای بالا است که به دو دسته زیر تقسیم‌بندی می‌شود:
سرامیک کلاسیک
سرامیک فنی
سرامیک‌های کلاسیک تنها از مواد طبیعی مانند رس به دست می‌آیند. در حالی که در سرامیک‌های فنی از مواد دیگری همانند کربن، سیلیکون، نیتروژن و ازت استفاده می‌شود. سرامیک‌های فنی که با نام سرامیک صنعتی یا مهندسی شناخته می‌شوند دارای خواص مکانیکی، شیمیایی و حرارتی بهتری نسبت به سرامیک‌های کلاسیک هستند و معمولا کاربرد بیشتری دارند.
سرامیک‌ها همانطور که گفته شد ترکیبی از مواد پودری هستند که با استفاده از چسب و دیگر افزودنی‌ها یا بدون آن‌ها به وسیله روش‌هایی مانند قالب‌گیری، قالب فشاری و … تهیه می‌شوند. سرامیک‌های با تراکم و استحکام کافی در درون کوره‌های با دمای بالا ساخته می‌شوند. برای انجام فرآیند ذکر شده، زمان و هزینه زیادی باید صرف گردد و نیز دستیابی به سرامیک مطلوب و بدون ترک سخت می‌باشد. با توجه به دلایل ذکر شده، به خوبی می‌توان دلیل استفاده از پرینتر سرامیک را به جای دیگر روش‌های تولید سرامیک دریافت.
پرینتر سرامیک
همانطور که در بخش قبل گفته شد، پرینت سه بعدی سرامیک به لحاظ دستیابی به ویژگی‌های خاص سرامیک دارای اهمیت زیادی است. همانطور که می‌دانید پرینت سه بعدی به تکنولوژی پیشرفته‌ای گفته می‌شود که مواد را به صورت نقطه به نقطه و یا خط به خط در کنار یکدیگر قرار می‌دهد. این فرآیند با توجه به مدل سه بعدی ایجاد شده توسط نرم افزار انجام می‌گیرد.
سرامیک با توجه به استفاده در صنایع مختلف نظیر هوافضا، خودروسازی، پزشکی و … دارای اهمیت زیادی است به همین دلیل تولید آن با استفاده از روش‌های نوین می‌تواند بسیار مهم باشد. استفاده از روش پرینت سه بعدی گزینه‌ی مناسبی برای دستیابی به این هدف است.
از مزایای پرینتر سرامیک می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- مقاومت شیمیایی بالا
- سختی بالا
- سازگاری با محیط زیست
- کنترل میزان هدایت حرارتی با توجه به فرمولاسیون
- عایق برقی
- بالا بودن نسبت مقاومت به وزن
روش‌های چاپ سه بعدی سرامیک
برای پرینت سه بعدی سرامیک چهار روش کلی وجود دارد که شامل موارد زیر می‌باشد:
پرینت سه بعدی تزریقی (Extrusion): در این روش خمیر یا دوغاب سفالی توسط پرینتر سرامیک و از طریق نازل آن به صورت لایه لایه‌ای تزریق می‌شود. این روش نسبت به سایر روش‌های پرینت سه بعدی سرامیک دارای دقت کمتری است اما با استفاده از این روش می‌توان به چاپ قطعات حجیم و بزرگ پرداخت.
روش Binder jetting: در این روش برای اتصال لایه‌های پودری سرامیک از یک ماده اتصال دهنده استفاده می‌شود.
روش Powder sintering: برای متصل ساختن لایه‌های پودری سرامیک از یک اشعه قدرتمند لیزری بر روی هر لایه استفاده می‌شود.
روش DLP (digital light processing): در این روش که به روش فوتوپلیمرسازی نیز شناخته می‌شود، ذرات سرامیکی در قالب رزینی به عنوان ماده اولیه پرینتر سرامیک به روش DLP استفاده می‌شود و پیش از قرارگیری لایه بعدی، لایه قبلی با استفاده از اشعه ماوراء بنفش سخت می‌گردد.
کاربرد پرینتر سرامیک
همانطور که گفته شد پرینت سه بعدی سرامیک در صنایع مختلفی از جمله هوافضا، خودروسازی و پزشکی کاربرد زیادی دارد. برای آشنایی با کاربرد پرینتر سرامیک به صورت ملموس می‌توان به کاربرد آن در پزشکی اشاره کرد. همانطور که می‌دانید از سرامیک به صورت گسترده‌ای در ساخت مفاصل مصنوعی و نیز ایمپلنت‌ها استفاده می‌شود. استفاده از سرامیک در موارد ذکر شده به دلیل پایداری شیمیایی و گرمایی مناسب سرامیک و نیز استحکام بالای آن است. از آنجایی که ایمپلنت‌های دندانی و مفاصل مصنوعی باید متناسب با ویژگی‌های جسمی هر شخص ساخته شوند، تولید انبوه در آن توجیهی ندارد. این امر باعث شده است که پرینت سه بعدی به عنوان روشی مناسب برای تولید این قطعات در پزشکی شناخته شود.
