Viskozite Sorunu
Yüksek viskozite sorununa en eski ve en sık kullanılan çözüm, malzemeyi viskozitesi kabul edilebilir bir noktaya düşene kadar ısıtmaktır. Bölümde tartışıldığı gibi. 7.5, örneğin, 3D Systems’in ThermoJet’i ve Solidscape’in T66’sı gibi ticari makinelerin tümü, ortam sıcaklıklarında katı olan ancak yüksek baskı sıcaklıklarında sıvı faza dönüşen çeşitli mumlar ve polimerlerin karışımlarını içeren tescilli termoplastikleri yazdırır.
Örneğin, 3D Systems, sıcakta eriyen malzemelerini geliştirirken, düşük büzülmeli bir polimer reçine, parafin mumu gibi düşük viskoziteli bir malzeme, bir mikro kristalli mum, sertleştirici bir polimer ve az miktarda plastikleştiriciden oluşan çeşitli karışımları mümkün olan en iyi şekilde araştırdı.
Bu malzemeler, 130°C’lik baskı sıcaklığında 18–25 cP viskoziteye ve 24–29 din/cm yüzey gerilimine sahip olacak şekilde formüle edildi. 160 cP’ye kadar viskoziteler vardır.
Viskozite konularını ele alan en son gelişme, polimer parçaların imalatında prepolimerlerin kullanılmasıdır. Bu, tartışıldığı gibi, ticari olarak temin edilebilen en yeni iki makine hattı tarafından şu anda kullanılan yöntemdir.
Örneğin, 3D Systems, üretan akrilat veya metakrilat reçineleri, üretan mumları, düşük moleküler ağırlıklı monomerler ve akrilatlar veya metakrilatlar gibi işlev gören oligomerler gibi yüksek moleküler ağırlıklı monomerler ve oligomerlerin karışımlarından oluşan bir dizi UV ile kürlenebilen baskı malzemesini araştırdı. seyrelticiler, az miktarda foto başlatıcılar ve stabilizatörler, yüzey aktif maddeler, pigmentler veya dolgu maddeleri gibi diğer katkı maddeleri vb.
Bu malzemeler ayrıca 70–95 C sıcaklıkta ve 45 ile 65 C arasında erime noktalarıyla basıldıkları için sıcakta eriyen biriktirmenin etkilerinden de yararlandılar. Baskı sıcaklıklarında, bu malzemelerin viskozitesi yaklaşık 10-16 cP’dir.
Karşılaşılan bir sorun ve baskı sıcaklıklarının sıcakta eriyen biriktirmede kullanılanlar kadar yüksek olamamasının nedeni, uzun süreler boyunca ısıtılmış halde tutulduklarında ön polimerlerin polimerleşmeye başlaması, viskoziteyi yükseltmesi ve muhtemelen baskı makinesini tıkamasıdır. nihayet yazdırıldıklarında nozüller. Diğer bir zorluk ise, baskıdan sonra meydana gelen polimerizasyon reaksiyonunun, boyutsal doğruluğu sağlamak için dikkatle kontrol edilmesi gerektiğidir.
Üç boyutlu yapılar için doğrudan baskı açısından önemli bir ilerleme, seramik süspansiyonlar alanında elde edildi. Polimerlerde olduğu gibi, seramiklerin biriktirilmesinde süpürme hızının, damladan damlaya aralığın, substrat malzemesinin, çizgi aralığının ve basit çok katmanlı biçimlerin değiştirilmesinin temel etkilerini araştıran çalışmalar yapılmıştır.
Bu deneyler, 62 μm’lik bir memeden 6,5 mm uzaklıktaki alt tabakalara basılan bir zirkonya tozu, solvent ve diğer katkı maddelerinin bir karışımı ile gerçekleştirildi.
Yazarlar, biriken malzemelerin önemli ölçüde yayılmasına izin veren alt tabakalarda, komşu damlaların tek, daha büyük şekiller oluşturmak için birleşeceğini, oysa diğer alt tabakalarda tek tek noktaların bağımsız kalacağını bulmuşlardır. Birden çok katmanın basıldığı örneklerde, sonuçta ortaya çıkan birikim baştan sona çıkıntılar ve girintiler ile düzensizdi.
Alümina parçacıklarının süspansiyonlarının, yazıcı kafası tarafından eritilen bir mum taşıyıcı aracılığıyla yazdırıldığı oldukça büyük bir çalışma yığını bir araya getirilmiştir. %40’a kadar katı yüklemeye sahip süspansiyonlar, 100 C ölçüm sıcaklığında 2,9–38,0 cP viskozitelerde başarıyla biriktirilmiştir; asılı tozun daha yüksek konsantrasyonları, engelleyici derecede yüksek viskozitelerle sonuçlanmıştır.
Bu biriktirme yöntemi sadece kısmi seramik yoğunluğuna sahip bir parça ile sonuçlandığından, yeşil kısım yakılmalı ve sinterlenmelidir, bu da %80 yoğunluğa sahip ancak boyutları önemli ölçüde büzülmeye tabi olan nihai bir ürünle sonuçlanmalıdır. Bu şekilde oluşturulan bir parça gösterilir.
Hacimce %14 seramik içeriğine sahip malzeme kullanılarak zirkonya tozu ile ve ayrıca hacimce %40’a kadar seramik partikülleri PZT ile benzer girişimlerde bulunulmuştur.
Viskozite akışkanlık ilişkisi
Viskozite sıcaklık ilişkisi
Viskozite birimi
Viskozite değerleri
Viskozitesi yüksek sıvılar
Viskozite nelere bağlıdır
Viskozite Nedir tıp
Viskozitesi En yüksek sıvı
Metaller
Metallerle ilgili baskı çalışmalarının çoğu, izlerin, bağlantıların ve lehimlemenin oluşturulması için elektronik uygulamalar için baskı kullanımına odaklanmıştır. Elektronik endüstrisi için lehim damlası biriktirmede kaydedilen ilerlemeye genel bir bakış sunun. Lehim düşük bir erime noktasına sahip olduğu için baskı malzemesi olarak bariz bir seçimdir.
70 μm Sn63/Pb37 damlacıklarına sahip IC test panosu gibi sonuçlarla 25–500 μm damlacıkların kullanıldığını bildirdiler. İlgili çalışmada, viskozitesi yaklaşık 1.3 cP olan bir lehim 138 kPa basınç altında sürekli olarak püskürtülmüştür. Bahsettikleri sonuçların çoğu, 25 μm çaplı kolonlar gibi lehim formları da üreten MicroFab Technologies’deki araştırmacıların sonuçlarıdır.
Bununla birlikte, metallerle gerçek üç boyutlu imalatta bazı çalışmalar vardır. Kullanılan alternatif teknolojiler ve devam eden araştırma girişimleri dahil olmak üzere sıvı metal baskı teknolojileri ve geçmişi hakkında bir anket sağlayın.
Basılı metaller arasında bakır, alüminyum, kalay, çeşitli lehimler ve cıva vardı. Metallerin biriktirilmesi için belirlenen en büyük zorluklardan biri, malzemenin erime noktasının genellikle baskı sisteminin bileşenlerine önemli ölçüde zarar verecek kadar yüksek olmasıdır.
Rose’un metal damlacıklarını (bizmut, kurşun ve kalay alaşımı) kullanan bir süreç hakkında rapor verin. 25–150 μm çapında nozüller kullanırlar ve sonuçta 47–283 μm damlacıklar oluştururlar. Spesifik durumlarda, %0,03 kadar düşük gözenekliliğe sahip parçalar, sonradan işleme yapılmadan oluşturulmuştur ve oluşturulan mikro yapı, standart dökümden daha üniformdur. Bu teknolojinin tartışılmasında, jet bozukluğu, aerodinamik seyahat ve termal etkilerin tüm hususları sunulmaktadır.
Erime noktası 47 C olan bir alaşımın (Bi–Pb–Sn–Cd–In) damlacıklarını biriktirmek için piezoelektrik tahrikli bir aktüatör kullandı. Malzemeyi 55 C’ye ısıttılar ve 200 μm, 50 μm ve 8 μm’den küçük çaplı nozüllerden çıkardılar. Beklendiği gibi, daha ince damlacıklar daha iyi çözünürlüğe sahip parçalar oluşturdu. Bazı parçaların yoğunluğu veya “paketleme oranı” %98’e ulaştı. Fabrikasyon parçaların diğer örnekleri gösterilmektedir.
Daha yakın zamanlarda, birkaç araştırma grubu alüminyum birikimini göstermiştir. Bir örnekte, oldukça basit şekillere sahip ağa yakın şekil bileşenleri, 100 μm’lik bir delikten basılan Al2024 alaşımından oluşturulmuştur. Başka bir örnekte, erimiş alüminyum damlacıklarını saniyede 1-5 damla hızında çıkarmak için 20-100 kPa aralığındaki argon gazının basınç darbeleri kullanıldı.
Bunu başarmak için, alüminyum 750 C’de ve substrat 300 C’de eritildi. Kullanılan meme deliği 0,3 mm çapındaydı, sonuçta 200-500 μm damlacık boyutu ve 1,00 mm genişliğinde ve 0,17 mm kalınlığında birikmiş çizgi oluştu. Nihai ürün, %92’ye kadar yoğunluğa sahip ağa yakın bir şekil parçasıydı.