Cát gốm thực sự có thể được sử dụng trong in 3D, chủ yếu trong lĩnh vực công nghệ in 3D khuôn cát. Công nghệ này đã tương đối hoàn thiện và đã chứng minh được giá trị của nó trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm đúc khuôn, công nghiệp văn hóa và sáng tạo, và điêu khắc.
🧪 Các biện pháp cải thiện kết quả in 3D bằng cát gốm
Mặc dù cát gốm mang lại hiệu suất vượt trội, nhưng để đạt được kết quả in 3D tối ưu cần cân nhắc kỹ lưỡng những điều sau:
Xử lý cát trước là rất quan trọng: Trước khi in, cát gốm có thể cần được làm sạch, ngâm (ví dụ, sử dụng dung dịch natri dodecyl sulfat) và sấy khô[8] để loại bỏ tạp chất bề mặt và cải thiện khả năng tương thích với chất kết dính.
Kiểm soát thông số quy trình nghiêm ngặt: In 3D cát, đặc biệt là phun chất kết dính, rất nhạy cảm với các thông số như nhiệt độ và độ ẩm môi trường, nhiệt độ cát, thể tích phun chất kết dính và tốc độ.[2] Ngay cả những biến động nhỏ trong các thông số này cũng có thể ảnh hưởng đến độ bền và chất lượng của khuôn cát cuối cùng. Thiết bị in tiên tiến thường tích hợp hệ thống nhiệt độ và độ ẩm không đổi, thiết bị gia nhiệt cát (ví dụ: gia nhiệt điện từ) và hệ thống đo lường chính xác.[2]
Tối ưu hóa công thức cát phủ (cho công nghệ SLS): Khi sử dụng công nghệ SLS, công thức cát phủ cần được điều chỉnh cẩn thận, bao gồm loại nhựa (ví dụ: nhựa phenol nhiệt dẻo), hàm lượng nhựa, loại và hàm lượng chất đóng rắn.[36] Tối ưu hóa các thông số quy trình (chẳng hạn như công suất laser, tốc độ quét và độ dày lớp bột) thông qua các phương pháp như thử nghiệm trực giao là chìa khóa để đảm bảo độ bền ban đầu và hiệu suất cuối cùng của các bộ phận thiêu kết.
Hậu xử lý: Khuôn cát in bằng công nghệ SLS có độ bền ban đầu thấp và thường cần phải xử lý hậu xử lý (như xử lý nhiệt) để đạt được độ bền cần thiết khi đúc.
🔍 Những cân nhắc khi nộp đơn
Việc sử dụng cát gốm trong in 3D cũng gặp phải một số thách thức:
Cân nhắc về chi phí: Chi phí nguyên liệu thô của cát thạch anh thường cao hơn so với cát thạch anh truyền thống.
Gỡ lỗi kỹ thuật và điều chỉnh: Các thông số in và kỹ thuật hậu xử lý phải được tối ưu hóa dựa trên thiết bị in 3D cụ thể và các yêu cầu đúc để tận dụng tối đa lợi thế về hiệu suất của cát thạch anh.
💎 Tóm tắt
Với khả năng chịu lửa tuyệt vời, độ giãn nở thấp, độ chảy tốt và yêu cầu chất kết dính thấp, cát gốm lý tưởng cho in 3D bằng cát, đặc biệt là trong các ứng dụng đúc đòi hỏi khắt khe và sản xuất các cấu trúc phức tạp. Nó có thể cải thiện đáng kể chất lượng đúc, rút ngắn chu kỳ sản xuất và cho phép tự do thiết kế.
Mặc dù tương đối đắt tiền và yêu cầu kiểm soát quy trình chặt chẽ, nhưng với sự tiến bộ liên tục của công nghệ in 3D và tối ưu hóa chi phí, việc sử dụng cát gốm trong lĩnh vực này dự kiến sẽ trở nên phổ biến hơn.
