Alumina 4N: Formlabs präsentiert sein neues Keramik Resin
Formlabs präsentiert stolz sein neues Alumina 4N Resin, eine bahnbrechende Entwicklung in der Welt des keramischen 3D-Drucks. Dieses innovative Material markiert einen bedeutenden Meilenstein als das erste zugängliche, erschwingliche und leistungsfähige 3D-Druckmaterial aus technischer Keramik, das für die Stereolithografie (SLA) 3D-Drucker entwickelt wurde. In diesem Artikel werden wir die Merkmale, Vorteile und Anwendungen sowie die transformative Wirkung auf die keramische Fertigung erkunden.
Eine neue Ära erschwinglicher technischer Keramik
Die Form SLA-Drucker haben einen Ruf für Benutzerfreundlichkeit, Zuverlässigkeit und Erschwinglichkeit im Bereich des hochleistungsfähigen 3D-Drucks. Mit der Einführung von Alumina 4N Resin erstrecken sich diese Qualitäten in den Bereich der technischen Keramik und eröffnen neue Möglichkeiten für Benutzer, die nach einem erschwinglichen und intuitiven Workflow suchen. Dieses Material ist besonders attraktiv für Benutzer, die bereits Form 3 Series Desktop-Drucker verwenden und ihre Anwendungen erweitern möchten.
Es weist einen beeindruckenden Reinheitsgrad von 99,99 % auf und ist somit die ideale Wahl für Benutzer, die eine kostengünstige Herstellung von keramischen Teilen anstreben. Seine einzigartigen Eigenschaften bieten beispiellose Wärmebeständigkeit, ein Game-Changer in der Welt des 3D-Drucks. Lassen Sie uns genauer untersuchen, wie der keramische 3D-Druck Ihren Workflow revolutionieren kann.
Warum keramischen 3D-Druck wählen?
Reduzierung der Herstellungskosten und Durchlaufzeiten
Traditionelle Methoden zur Herstellung keramischer Teile umfassen teure Verfahren wie Schlickergießen, Pressen oder Spritzgießen. Diese Verfahren erfordern oft die Auslagerung an spezialisierte Auftragnehmer, spezialisierte Ausrüstung und umfangreiche Expertise. Die Wirtschaftlichkeit dieser Verfahren wird in der Regel erst bei hohen Produktionsvolumina deutlich.
Im Gegensatz dazu macht Formlabs die keramische Fertigung bemerkenswert kostengünstig und reduziert sowohl die Herstellungskosten als auch die Durchlaufzeiten erheblich. Hier ist ein Vergleich:
| Methode zur Herstellung von Keramik | Zeit bis zum ersten Teil | Kosten pro Teil |
|---|---|---|
| 3D-Druck mit Alumina 4N Resin | 8 – 15 Tage | 50 $ – 500 $ |
| 3D-Druck mit anderen Keramik 3D-Druckern | 8 – 15 Tage | 300 $ – 2.500 $ |
| Schlickergießen | 3 Tage – 6 Monate | 50 $ – 20.000 $ |
| Pressen | 2 – 12 Monate | 30.000 $ – 500.000 $ |
| Spritzgießen | 3 – 15 Monate | 50.000 $ – 1.500.000 $ |
Die Erschwinglichkeit und die schnelle Produktion verändern das Bild der keramischen Herstellung grundlegend.
Steigerung der Gestaltungsfreiheit
Traditionelle Herstellungsverfahren setzen strenge Gestaltungseinschränkungen voraus, die die Flexibilität bei der Erstellung komplexer Geometrien, Überhänge, interner Kanäle, Gitterstrukturen und mehr einschränken. Diese Beschränkung kann die Innovation in Branchen behindern, die hohe Hitze- und Chemikalienbeständigkeit erfordern, wie die Luft- und Raumfahrt und die Automobilindustrie.
Der 3D-Druck beseitigt diese Einschränkungen und ermöglicht die Herstellung technisch keramischer Teile, die für extreme Umgebungen und komplexe Merkmale geeignet sind, die durch Gießen oder Formen nicht erreichbar wären.
Eindrücke erster Beta-Tester
Luftwaffenforschungslabor
Das Luftwaffenforschungslabor (Air Force Research Laboratory) verlässt sich auf Alumina 4N Resin und Form 3 Drucker, um Turbinenmotor-Prototypen und Materialien schnell zu erstellen, die in der herkömmlichen keramischen Herstellung herausfordernd sind. Die Benutzerfreundlichkeit und Kosteneffizienz des Resins ermöglichen schnelle Iterationen von Designs und die Erstellung maßgefertigter Vorrichtungen für verschiedene Anwendungen.
Benjamin Lam, Materialforschungsingenieur am Luftwaffenforschungslabor, bestätigt die nahtlose Integration in ihren Workflow und betont die geringen Einstiegshürden und die Kosteneffizienz des Materials.
Atlas Elektronik UK
Atlas Elektronik UK, ein führendes Unternehmen für Marineelektronik, nutzt das Resin, um bestehende Teile für die additive Fertigung umzuwandeln. Sie haben die Vorlaufzeiten für Komponenten wie Wärmeableiter erheblich reduziert und die Gestaltungsfreiheit erhalten, um komplexe Probleme im Zusammenhang mit Verschleißfestigkeit und elektrischen Eigenschaften zu lösen.
Kieran Smith, Produktions-Techniker bei Atlas Elektronik UK LTD, lobt die Rolle des Materials bei der Steigerung der Effizienz und der Problemlösungsfähigkeiten.
Anwendungen für 3D-gedruckte Keramikteile
Technische Keramik findet Anwendung in Branchen, die extreme Hitze, Chemikalien- oder elektrische Beständigkeit erfordern. Einige gängige Anwendungen sind:
- Komponenten für Hochspannungsanwendungen
- Thermoschutzteile
- Gießereiwerkzeuge für Metallguss
- Maßgefertigte Gießereiwerkzeuge und Brennofenmöbel
- Funktionsfähige Prototypen mit hohen Anforderungen an Temperatur-, Chemikalien- oder elektrische Beständigkeit
Mechanische Eigenschaften
Hier sind die wichtigsten mechanischen Eigenschaften:
- Hochtemperatur-Biegefestigkeit (1270°C): 250 MPa (ASTM C-1211)
- Reinheit: 99,99 %
- Relative Dichte: 98,60 % (ASTM C-373)
- Wärmeausdehnungskoeffizient: 5 ppm/K (ASTM E-228)
- Maximale Betriebstemperatur: 1500°C
- Elastizitätsmodul: 380 GPa (ASTM C-1259)
Diese Eigenschaften machen Keramik ideal für elektrische Tests und Anwendungen wie Isolatoren, Steckergehäuse, Zündkeramikisolatoren und mehr. Es bietet Anpassungsfähigkeit, Kosteneffizienz und einfache Bereitstellung und ist somit ein wertvolles Material für Ingenieurbüros und Hersteller.
Die Verwendung in traditionellen Gießerei- und Formverfahren verbessert die Effizienz und Kosteneffizienz erheblich. Maßgefertigte Vorrichtungen, Brennofenmöbel und andere Komponenten können problemlos im 3D-Druck hergestellt werden, um den Platz im Ofen zu optimieren, die Verarbeitungszeit zu reduzieren und die Gleichmäßigkeit der Brennergebnisse zu verbessern.
Für Forschungszwecke bietet es einen effizienten technischen Workflow, der keine umfangreichen Fördermittel und Bürokratie erfordert. Durch die schnellere und kostengünstigere Herstellung von keramischen Teilen, Ausrüstung und Werkzeugen können Ingenieure Innovationen in den Bereichen Energieeffizienz, Luft- und Raumfahrt, Verkehr und chemische Handhabung beschleunigen.
Wie man keramische Teile mit Alumina 4N Resin 3D-druckt
Die Form SLA-Drucker in Kombination mit dem neuen Material bieten einen intuitiven Workflow zur Herstellung hochwertiger keramischer Teile und machen teure Auftragnehmer oder dedizierte keramische 3D-Drucker mit komplexen Workflows überflüssig. Hier ist eine Schritt-für-Schritt-Anleitung:
- 3D-Druck: Das Resin druckt auf Form 3/B/+ Druckern mit Schichten von 50 Mikrometern. Aufgrund der hohen Festigkeit der Grünteile verwenden man ein dünnes Werkzeug zur Teilentfernung, wie beispielsweise ein Rasiermesser.
- Waschen: Nach dem Entfernen der Teile von der Plattform reinigt man diese mit der erforderlichen Keramik-Waschlösung. Dies beinhaltet auch das Nassschleifen von Stützstrukturen. Das Lösungsmittel kann in den Finish Kit-Behältern oder im Form Wash verwendet werden.
- Entbinden und Sintern: Entferne überschüssiges Lösungsmittel mit Druckluft, bevor die Teile gründlich im Ofen trocknen. Übertrage die Teile in den Entbindungs-Ofen und sintern Sie gemäß den vorgeschriebenen Anweisungen des Brennprogramms.
Die Brücke zur Zukunft der keramischen Ingenieurwissenschaft
Keramische Teile sind seit Jahrhunderten integraler Bestandteil verschiedener Branchen, aber die Innovation wurde durch herkömmliche Herstellungsmethoden begrenzt. Obwohl einige keramische 3D-Drucker das Potenzial gezeigt haben, haben hohe Kosten und Komplexität viele abgeschreckt.
Formlabs führt eine neue Ära in der technischen keramischen Fertigung ein. Dieses hochreine, technische keramische 3D-Druckmaterial kombiniert das Beste aus 3D-Druck und Hochleistungsmaterialien und erweitert die Möglichkeiten in allen Branchen.
Um mehr über Alumina 4N zu erfahren oder seine Anwendung in Ihren Projekten zu besprechen, zögern Sie nicht, unser Team heute zu kontaktieren. Es ist an der Zeit, die Zukunft der keramischen Ingenieurwissenschaft zu erforschen.
