РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СТЕРЕОЛИТОГРАФИЧЕСКОЙ 3D-ПЕЧАТИ ПОРОШКОВЫМ МАТЕРИАЛОМ НА ОСНОВЕ ZRO2 (2023)
| В работе представлены результаты исследования аддитивного получения образцов на основе материала ZrO2 методом стереолитографической 3D-печати (DLP). Изучены параметры полимеризации суспензий с содержанием порошка до 70%. Разработаны режимы термообработки, обеспечивающие плотность 4,55 г/см3, что составляет 75% от теоретической плотности ZrO2, и микротвердость 12,4 ГПа при температуре спекания 1650°С Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. |
|---|
Идентификаторы и классификаторы
- Префикс DOI
- 10.17223/7783494/4/5
- eLIBRARY ID
- 60016361
Стереолитография – одна из развивающихся технологий аддитивного производства, позволяющая изготавливать детали сложной формы c высокой точностью. Одним из перспективных методов 3D-печати по технологии стереолитографии является метод DLP
(Digital Light Processing), основанный на послойном отверждении жидкого исходного материала согласно заданной геометрии. Исходный материал представляет собой фотополимеризующуюся композицию (ФПК), полимеризация которой происходит при воздействии ультрафиолетового (УФ) излучения с заданной длиной волны. При печати методом DLP воздействие УФ-излучения осуществляется за счет его проецирования на поверхность ФПК согласно заданной геометрии слоя. В качестве источника УФ-излучения
выступает светодиодная матрица с фиксированной длиной волны. Таким образом, первый полимеризованный слой закрепляется на платформу для печати, которая затем перемещается на расстояние, соответствующее толщине следующего слоя, после чего для
отверждения нового слоя повторно производится процесс полимеризации. По сравнению с другими аддитивными методами, согласно которым печать основана на последовательном отверждении исходного материала лазерным лучом (SLA) [1] либо на послойном нанесении расплава через сопло (FDM) [2], метод DLP предполагает обработку всей площади отверждаемого слоя материала УФ-излучением. Это позволяет в несколько раз сократить время печати относительно других аддитивных методов, обеспечивая при
этом высокую точность.
Список литературы
| 1. | Maines E.M. et al. Sustainable advances in SLA/DLP 3D printing materials and processes // Green Chemistry. 2021. Vol. 23 (18). P. 6863-6897. DOI: 10.1039/D1GC01489G | |
|---|---|---|
| 2. | Kristiawan R.B. et al. A review on the fused deposition modeling (FDM) 3D printing: Filament processing, materials, and printing parameters // Open Engineering. 2021. Vol. 11 (1). P. 639-649. DOI: 10.1515/eng-2021-0063 | |
| 3. | Li Q. Balancing flexural strength and porosity in DLP-3D printing Al2O3 cores for hollow turbine blades // Journal of Materials Science & Technology. 2022. Vol. 104. P. 19-32. DOI: 10.1016/j.jmst.2021.05.077 EDN: LKEEZC | |
| 4. | Chen F. Preparation and biological evaluation of ZrO2 all-ceramic teeth by DLP technology // Ceramics International. 2020. Vol. 46. P. 11268-11274. DOI: 10.1016/j.ceramint.2020.01.152 EDN: NTGGRG | |
| 5. | Zheng J., Zhang H., Li X. Effect of ternary particles size distribution on rheology of slurry and microstructure of DLP printed ZTA ceramic // Materials Chemistry and Physics. 2021. Vol. 269. Art. no. 124656. DOI: 10.1016/j.matchemphys.2021.124656 EDN: RCMMUV | |
| 6. | Cai P. Effects of slurry mixing methods and solid loading on 3D printed silica glass parts based on DLP stereolithography // Ceramics International. 2020. Vol. 46 (10). P. 16833-16841. doi: 0.1016/j.ceramint.2020.03.260. | |
| 7. | Li Y. Research on the effects of surface modification of ceramic powder on cure performance during digital light processing (DLP) // Ceramics International. 2022. Vol. 48 (3). P. 3652-3658. doi: 0.1016/j.ceramint.2021.10.146. EDN: IMFIUM | |
| 8. | de Camargo I.L. et al. 3Y-TZP DLP additive manufacturing: Solvent-free slurry development and characterization // Materials Research. 2021. Vol. 24 (2). P. 1-8. DOI: 10.1590/1980-5373-MR-2020-0457 EDN: MGXXEZ | |
| 9. | Ермакова Л.В. и др. Влияние диспергирующих добавок на свойства фотоотверждаемых суспензий на основе стабилизированного диоксида циркония // Новые огнеупоры. 2022. № 10. С. 45-50. DOI: 10.17073/1683-4518-2022-10-45-50 EDN: DHJECE | |
| 10. | Zabti M.M., Abid M.E.M., Nwir M.A. Effects on dimensional accuracy of microstereolithographically machined parts after addition of light absorber // The International Journal of Engineering and Information Technology. 2015. Vol. 2 (1). P. 12-17. | |
| 11. | Zhang X., Jiang X.N., Sun C. Micro-stereolithography of polymeric and ceramic microstructures // Sensors and Actuators A: Physical. 1999. Vol. 77 (2). P. 149-156. DOI: 10.1016/S0924-4247(99)00189-2 EDN: AEAHHB | |
| 12. | Bennett J. Measuring UV Curing Parameters of Commercial Photopolymers used in Additive Manufacturing // Additive manufacturing. 2017. Vol. 18. P. 203-212. DOI: 10.1016/j.addma.2017.10.009 | |
| 13. | Tkachev D. et al. Photocurable High-Energy Polymer-Based Materials for 3D Printing // Polymers. 2023. Vol. 15 (21). Art. no. 4252. DOI: 10.3390/polym15214252 EDN: WHJIVE | |
| 14. | Santoliquido O., Colombo P., Ortona A. Additive Manufacturing of ceramic components by Digital Light Processing: A comparison between the “bottom-up” and the “top-down” approaches // Journal of the European Ceramic Society. 2019. Vol. 39 (6). P. 21402148. DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2019.01.044 | |
| 15. | An Z. et al. Effect of particle shape on the apparent viscosity of liquid-solid suspensions // Powder technology. 2018. Vol. 328. P. 199206. DOI: 10.1016/j.powtec.2017.12.019 | |
| 16. | Chhabra R.P., Srinivas B.K. Non-newtonian (purely viscous) fluid flow through packed beds: Effect of particle shape // Powder technology. 1991. Vol. 67 (1). P. 15-19. DOI: 10.1016/0032-5910(91)80021-A | |
| 17. | Sun C., Zhang X. The influences of the material properties on ceramic micro-stereolithography // Sensors and Actuators A: Physical. 2002. Vol. 101. P. 364-370. DOI: 10.1016/S0924-4247(02)00264-9 EDN: BBKHVT | |
| 18. | Zheng J., Zhang H., Li X. Effect of ternary particles size distribution on rheology of slurry and microstructure of DLP printed ZTA ceramic // Materials Chemistry and Physics. 2021. Vol. 269. Art. no. 124656. DOI: 10.1016/j.matchemphys.2021.124656 EDN: RCMMUV | |
| 19. | Sarwar W. A., Kang J. H., Yoon H. I. Optimized zirconia 3D printing using digital light processing with continuous film supply and recyclable slurry system // Materials. 2021. Vol. 14. (13). Art. no. 3446. DOI: 10.3390/ma14133446 | |
| 20. | Zhao Y. Investigation on 3D printing ZrO2 implant abutment and its fatigue performance simulation // Ceramics International. 2021. Vol. 47. P. 1053-1062. DOI: 10.1016/j.ceramint.2020.08.221 | |
Выпуск
Другие статьи выпуска
Проведено исследование поведения частотных зависимостей комплексных значений диэлектрической проницаемости эластомеров на основе многостенных углеродных нанотрубок (МУНТ) от их частоты и концентрации. Показано, что увеличение концентрации МУНТ приводит к монотонному росту действительной и мнимой частей комплексной диэлектрической проницаемости. С использованием программного пакета CST STUDIO SUITE проведено моделирование влияния технологического зазора на электромагнитную герметизацию блока высокочастотной аппаратуры. Показана возможность применения синтезированных материалов для обеспечения электромагнитной герметизации в СВЧ диапазоне частот. Авторы выражают благодарность В. Л. Кузнецову и С.И. Мосеенкову за предоставленные материалы. Измерение электромагнитных характеристик образцов выполнено на оборудовании ЦКП «Центр радиоизмерений ТГУ». Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
| Исследование влияния добавок при синтезе материалов на основе графитоподобного нитрида бора является актуальной и важной задачей для науки и промышленности. В настоящей работе представлены результаты исследования влияния добавок Si3N4 и AlN на физико-механические свойства и структуру материалов на основе нитрида бора. Результаты показывают, что добавки Si3N4 и AlN в различных пропорциях позволяют получить структуры с высокой степенью кристалличности и повысить физико-механические свойства. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. |
|---|
Покрытия из фосфата кальция зарекомендовали себя в качестве потенциального компонента имплантатов. В даном исследовании плазменное высокочастотное распыление было использовано для получения покрытия из фосфата кальция на подложке NiTi. Установлено, что напыленный слой состоит из гидроксиапатита и Р-трикальцийфосфата, а подложка содержит NiTi B2-аустенит и Ti2Ni. Тесты на смачиваемость и испытания in vitro доказывают, что полученное покрытие из фосфата кальция улучшает пролиферацию клеток. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
В результате проведённых исследований определено, что вибрационная обработка расплава в процессе кристаллизации эффективно модифицирует зёренную структуру α-Al. Применение резонансной вибрационной обработки расплава в процессе кристаллизации способствует измельчению размеров зёрен α-Al, однако не эффективно для дегазации расплава. Установлено, что вибрационная обработка расплава во время заливки обеспечивает получение отливок без видимой пористости, снижение среднего размера зерна α-Al, увеличение прочностных свойств. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
| Опасность экологических и террористических угроз делает актуальной задачу разработки устройств быстрой нейтрализации вредных аэрозолей. Предлагается модельный ряд генераторов нейтрализующих аэрозолей на основе ВЭМ, быстро создающих облако высокодисперсных частиц или дезинфицирующих паров. Результаты работы помогут решить задачу быстрой нейтрализации вредных веществ в воздухе. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. |
|---|
Опасность распространения вирусных и бактериальных инфекций делает актуальной задачу разработки способов быстрой нейтрализации инфекционных аэрозолей. Для этого предлагается использовать нанотермитные йодсодержащие смеси. Авторы исследовали ряд таких смесей на микробицидную активность. Результаты работы помогут решить задачу быстрой нейтрализации инфекционных аэрозолей. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Приведен краткий обзор химико-физических основ портативного аналитического приборостроения для обнаружения следов взрывчатых веществ. Рассмотрены элементарные процессы, включая газохроматографическое разделение, детектирование, концентрирование и вихревой отбор проб пара. Показана возможность повышения пороговой чувствительности по парам до 10-16 г/см3, что существенно сокращает время обнаружения взрывчатых веществ с момента их закладки в объект контроля (багаж) от нескольких суток до нескольких минут. Автор выражает искреннюю благодарность И.И. Засыпкиной за помощь при оформлении статьи. Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.
Рассмотрена разработка подхода к подбору комбинаций люминесцентных материалов, обеспечивающих обнаружение и идентификацию насыщенных паров нитросодержащих веществ и веществ - мешающих факторов. Описан алгоритм обработки откликов люминесцентных материалов, позволяющий определять сенсорные свойства материалов и осуществлять подбор комбинаций материалов для однозначной идентификации нитросодержащих веществ как класса и индивидуальных аналитов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Издательство
- Издательство
- ТГУ
- Регион
- Россия, Томск
- Почтовый адрес
- 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36
- Юр. адрес
- 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36
- ФИО
- Галажинский Эдуард Владимирович (Ректор)
- E-mail адрес
- rector@tsu.ru
- Контактный телефон
- +8 (382) 2529585
- Сайт
- https:/www.tsu.ru