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Stampa 3D ceramica
Il processo
La Lithography-based Ceramic Manufacturing (LCM) è un processo di produzione additiva diviso in più parti per la realizzazione di oggetti 3D in ceramica tecnica. Nel processo di stereolitografia, una sospensione liquida di polvere di ceramica sottile e di un monomero sensibile alla luce UV viene utilizzata per realizzare strato su strato un cosiddetto corpo verde o pezzo al verde, che verrà poi indurito mediante irraggiamento con un proiettore DLP. In seguito il pezzo al verde viene sottoposto a un trattamento termico in più fasi a temperature fino a 1.600 °C. Durante il trattamento termico di deceratura si eliminano i polimeri utilizzati come leganti. Un trattamento di sinterizzazione finale conferisce al componente le caratteristiche tipiche della ceramica.
Vantaggi
- Componenti di alta precisione con superficie straordinariamente liscia
- Resistenza agli acidi, alle soluzioni alcaline e al calore
- Elevato modulo elastico alle alte temperature
- Buone caratteristiche di isolamento elettrico
- Materiale impermeabile ai gas
- Varietà di possibili applicazioni grazie alla biocompatibilità
- Soluzione economicamente vantaggiosa anche per la realizzazione di singoli componenti grazie alla produzione rapida e senza necessità di utensili
- Pezzi in qualità di serie
- Grande libertà di design in fase di progettazione
Materiali
Gli oggetti in ceramica si distinguono per le eccezionali caratteristiche di isolamento termico ed elettrico e per l’elevata resistenza alle alte temperature. La tecnologia LCM è in grado di realizzare con un elevato grado di precisione oggetti 3D in ceramica dalla superficie liscia, permettendo così di produrre anche strutture complesse di piccole dimensioni.
Maggiori informazioniAluminiumoxid
Caratteristiche
L’ossido di alluminio (Al2O3 99,9%) è il materiale più diffuso tra le ceramiche tecniche e si contraddistingue per l’estrema resistenza. Con il suo straordinario grado di durezza e di resistenza alle alte temperature (>1600 °C), questo materiale ceramico è in grado di soddisfare vari requisiti di tipo meccanico e chimico.
| Colore | bianco |
| Prezzo | |
| Precisione | |
| Stabilità | |
| Flessibilità | |
| Superficie | |
| Sensazione tattile | liscio |
Zirkonoxid*
Caratteristiche
Per le sue caratteristiche di durezza, l’ossido di zirconio (ZrO2 con 3 mol-% Y2O3) è detto anche “acciaio ceramico”. Al tempo stesso questo materiale è caratterizzato anche da una ridottissima conduttività termica. Mediante drogaggio, ad esempio con Y2O3, è possibile ottenere caratteristiche variabili per diversi campi di utilizzo. Il drogaggio con Y2O3 conferisce allo ZrO2 le caratteristiche finali di durezza.
*Disponibile solo su richiesta.
| Colore | bianco |
| Prezzo | |
| Precisione | |
| Stabilità | |
| Flessibilità | |
| Superficie | |
| Sensazione tattile | liscio |
Applicazioni della stampa 3D ceramica
La tecnologia LCM consente la produzione additiva di ceramica tecnica con elevata resistenza e precisione. Tramite questo processo, anche i componenti più piccoli con geometrie complesse possono essere realizzati con la massima precisione dei dettagli. Gli oggetti realizzati a partire direttamente dai dati 3D mostrano le medesime caratteristiche dei materiali dei prodotti in ceramica realizzati con processi convenzionali, con un conseguente ampio spettro di possibilità di impiego.
Sostituto del metallo dalle alte prestazioni
In molti settori che per molto tempo hanno fatto affidamento sull’utilizzo del metallo, i materiali ceramici stanno oggi guadagnando terreno. La ragione è da ricercarsi, oltre che nelle nuove possibili applicazioni tecniche, nelle caratteristiche ottimali di questo materiale, apprezzate in diversi settori. Da evidenziare in questo caso sono la straordinaria resistenza termica, le buone capacità di isolamento termico ed elettrico e l’elevata resistenza all’usura meccanica.
Resistente al calore e alle sollecitazioni meccaniche
Uno dei campi di utilizzo più comuni è rappresentato dalle tecnologie delle alte temperature, nelle quali i materiali devono essere in grado di resistere a temperature ben superiori ai 1.000 °C senza deformazioni o deterioramenti. Anche nei moderni settori automobilistico e automotive si ha un utilizzo sempre maggiore della ceramica tecnica che si coniuga particolarmente bene con la nuova tendenza alla realizzazione di strutture leggere, grazie al suo elevato grado di durezza abbinato a un peso relativamente ridotto. I materiali ceramici sono spesso utilizzati anche nel settore delle tecnologie mediche. In questo campo il potenziale è particolarmente elevato per la possibilità di utilizzo alimentare e la biocompatibilità.
Design con orientamento funzionale
La libertà di progettazione non ha limiti con la produzione additiva di componenti ceramici. È possibile realizzare prodotti altamente complessi, sia che si tratti di prototipi funzionali, ad esempio per i primi test di un prodotto, che di piccole serie di prodotti di alta qualità (Rapid Manufacturing). La progettazione può così concentrarsi in primo luogo sulla funzionalità del prodotto, dal momento che le limitazioni dei tradizionali processi produttivi basati sulla modellazione non rappresentano più un ostacolo.
Informazioni tecniche
- Spessore delle pareti da 0,1 mm a 4 mm
- Possibilità di realizzare in un solo pezzo componenti di dimensioni fino a 81,9 mm x 51,4 mm x 156,8 mm
- Risoluzione in pixel del corpo verde 40 x 40 µ e 25 µ di spessore degli strati
- Valore Ra fino a 0,4 µm
- Tolleranze: max. 0,1 mm
Limitazioni
- Libertà geometrica limitata, in quanto deve essere possibile rimuovere la struttura di supporto
- Spessore massimo delle pareti limitato a causa dei processi termici
