Műszaki kerámiák az additív megmunkálásban

A műszaki kerámiák kicsi piaci rést szereztek az additív megmunkálás terén, azonban több technológia is alkalmazható a kerámiákkal való gyártáshoz. A karakterisztikájuk miatt a műszaki kerámiák nehezen formázható anyagok, így az additív megmunkálás alternatívát nyújt a komplex geometriák kialakításában. Jelenleg a fotopolimerizációs, porágyas és extrúziós technológiák a lehetséges megoldások kerámiák 3D nyomtatására.

Jelenleg széles választékkal érhetők el műszaki kerámiák a piacon, így a legtöbb igények kielégíthetők. Az alapanyagok közül az oxidált kerámiákat alkalmazzák legtöbbször, ahogy a nevük is mutatja, jellemzően valamilyen fém oxid alkotja őket, mint az alumina vagy a cirkónium-oxid. Az ilyen anyagokat jellemzően az orvosi szektor alkalmazza csontimplantátumokként, azonban az órakészítők is előszeretettel alkalmazzak. A másik gyakran alkalmazott kerámia, a nem oxidált kerámiák nitrid anyagokkal ötvözve, így jó mechanikai tulajdonságokkal és hőálló képességgel rendelkeznek. Nem oxidált kerámiákat karbidokkal is ötvözik, amik nagy keménységgel rendelkeznek és gyakran alkalmazzák a tribológiai ellenállásuk miatt.

Az additív megmunkálásban a gyártók különböző technológiai megközelítést alkalmazhatnak a termékeik tervezésénél, de ezek közül nem mind alkalmazható a műszaki kerámiákkal. A Belga Kerámiaipari Kutatóközpont (CRIBC) több kerámia 3D nyomtatási technológiát tesztelt, és összevetette a minőségét és tulajdonságait a nyomtatott munkadaraboknak. Fabrice Petit a CRIBC munkatársa a következőt nyilatkozta: "Nincs olyan additív eljárási technológia, amelyik kimagaslóan jobb lenne a kerámiagyártás terén. A választást nagyban befolyásolja a kívánt alkalmazás. Például a sztereolitográfia ideális kis méretű alkatrészekhez, kis nyílásokkal és alacsony tömeggel. A porágyas technológiákkal nagyméretű de porózus geometriák gyárthatóak, szóval ezek felhasználása szerintem limitált. Véleményem szerint az extrúziós technológiák a legérdekesebbek, kiemelve a Pollen AM technológiáját, ugyanis ez az anyagot granulátum formájában használja fel, amit a fröccsöntésnél is használnak. Ez egy nyílt gép, ami segít csökkenteni a alapanyag árakat és új lehetőségeket nyit meg.

A Pollen AM gépe az extrúziós technológiával minőségi termékeket tud gyártani, ami nagyon jó felületi érdességgel rendelkezik, miközben a felület terhelhető marad. Ez a kerámiák additív gyártásának egyik kihívása is, ugyanis az alkatrészek porozitása nagymértékben befolyásolja a mechanikai tulajdonságait. A felület minősége egy fontos szempont, ugyanis ha degradálódik, akkor repedések jelenhetnek meg, ami pedig a munkadarab töréséhez vezethet,