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Von österreichischen Forschern demonstriertes Gorilla-Aluminiumoxid »3dpbm

Forscher der Universität Leoben (Montanuniversität) in Österreich, der Universität des Landes für Bergbau, Metallurgie und Werkstoffe, haben ihre Fähigkeit unter Beweis gestellt, das stärkste Aluminiumoxid (1 GPa) durch 3D zu drucken Lithozkürzlich eingeführter Multi-Material-Ansatz. In direkter Zusammenarbeit mit den Lithoz-Ingenieuren konnten die Forscher den Schicht-für-Schicht-Druckprozess nutzen, um kontrollierte Eigenspannungen zu erzeugen und effektiv eine Art von Spannung zu erzeugen Gorilla Aluminiumoxid. Der vollständige Artikel zu dieser Studie war gerade auf Science Direct gepostet.

Der Multi-Material-Ansatz wurde verwendet, indem Schichten aus Aluminiumoxid-Zirkonoxid zwischen äußere Schichten aus reinem Aluminiumoxid mit signifikanten Restdruckspannungen eingearbeitet wurden. Da die Teile mit verschiedenen Materialien 3D-gedruckt wurden, konnten die Forscher die Platzierung der Materialien so digital steuern, dass diese Materialien beim Sintern noch dichter wurden als Aluminiumoxid allein (monolithisches Aluminiumoxid).

Die auf den Mehrfachschichten gemessenen 1 GPa im Vergleich zu 650 MPa im monolithischen Aluminiumoxid wurden dank der unterschiedlichen Materialschichten erhalten, die aufgrund der unterschiedlichen Temperaturen, die jeweils zum Sintern erforderlich sind, noch stärker komprimiert wurden: diese “thermische Verschiebung” zwischen den Bereichen der Material während des Abkühlens des Sinterns führt zu kontrollierten Druckeigenspannungen.

Die Kombination von Schichten mit unterschiedlichen Keramikmaterialien, die mit starken Grenzflächen verbunden waren, ermöglichte es, abwechselnde Zug- und Druckspannungen in der Ebene anzupassen. Dieser Ansatz wurde durch die bemerkenswerten Ergebnisse bewiesen, die beispielsweise bei “verstärkten Gläsern” erzielt wurden, ein Konzept, das beispielsweise bei Gorilla-Glas angewendet wurde.

Dies ist der erste Bericht über die Verwendung der additiven Fertigung zur Anpassung der Festigkeit von Aluminiumoxidkeramiken unter Ausnutzung des Schicht-für-Schicht-Druckverfahrens. Das Design von Keramikarchitekturen komplexer Formen mit Restbeschränkungen dank additiver Fertigung eröffnet einen neuen Weg für die Herstellung von technischer Keramik mit angepassten mechanischen Eigenschaften.

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Die außergewöhnlichen Eigenschaften von Keramiken wie Biokompatibilität, Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit, hohe Temperaturstabilität, Verschleißfestigkeit sowie spezielle thermische, elektrische und optische Eigenschaften machen diese Materialien ideal für anspruchsvolle technische Anwendungen, aber die Herstellung komplexer Geometrien unter Verwendung subtraktiver Keramik Herstellungsverfahren sind mit Diamantwerkzeugen extrem teuer und schwierig, wenn nicht unmöglich.

Jüngste Fortschritte auf dem Gebiet der stereolithografischen 3D-Drucktechniken wie der lithografiebasierten Keramikherstellungstechnologie (LCM) von Lithoz haben zu großen Fortschritten bei der Herstellung von Keramikschüttgütern mit vergleichbaren mechanischen Eigenschaften geführt wie Keramiken, die auf traditionellen Wegen hergestellt werden In den letzten Jahren wurden große Anstrengungen unternommen, um Mehrmaterialarchitekturen auf Keramikbasis mit verbesserter Festigkeit und / oder Zähigkeit und in einigen Fällen erhöhter Zuverlässigkeit zu entwerfen.

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