| 成果名称: | 多孔陶瓷3D打印技术开发及应用 |
| 完成单位: | 中国科学院广州电子技术研究所,广东省工业技术研究院(广州有色金属研究院)金属加工与成型技术研究所,广东豪美铝业股份有限公司 |
| 主要人员: | 徐文,王娟,项胜前,李耀棠,赵光华,郑开宏,叶世栋,江志伟,朱世安,张海强,周楠,杜俊斌,罗涛涛,蔡月华,赵建华 等21人 |
| 介绍: | 1.课题来源与背景。 来源:本成果是广东省应用型科技研发专项资金项目,属于省部级地方计划,课题来源单位是广东省科学技术厅。课题名称:多孔陶瓷3D打印技术开发及应用,课题立项编号:2015B090920004。 背景:随着科技和工业化生产的发展,能源、资源、三废治理等问题更加受到重视,对液、固分离技术的研究和开发提出了更高的要求,高分离精度、高运行效率的微孔过滤技术及微孔过滤材料愈来愈引起人们的重视。在我省电子信息、机械、电力、汽车零部件等 行业中因为对材料的强度疲劳抗力、耐腐蚀性、应力腐蚀开裂性能的要求,需要有效地控制熔体的氧化夹杂物,得到真正高纯净的金属熔体以提高铸锭的质量,因此对金属熔体过滤器产品有很大的需求。多孔陶瓷具有耐高温、高压、耐酸、碱腐蚀等特性外,还具有孔径均匀、透气性高等特点适合应用到金属熔体过滤器制备上。近几十年3D打印技术发展迅速,已经有打印陶瓷的3D打印机存在,本成果把二者结合,开发专门的陶瓷3D打印机制备金属熔体过滤器。承担单位中有研制过3D打印机的,有研究陶瓷材料的,也有实际应用的企业,有条件完成此项目。 2、技术原理及性能指标: 本课题采用增材制造技术将陶瓷粉末打印成型具有特殊形状的高性能陶瓷过滤器生坯,然后对该坯体进行烧结得到具有一定强度和精度的多孔陶瓷过滤器,利用过滤器多孔的特性实现对金属熔体夹杂物的过滤。采用3D打印实现多孔陶瓷孔隙的可设计性,克服现在使用的过滤器的缺点,达到流速控制,提高过滤效率,使液体从紊流达到层流的状态,实现针对性过滤的目的。 经广东省质量监督机械检验站检测,本项目开发的粉末粘结式陶瓷3D打印机cp-200的完成技术指标如下 最大成型空间 :200mm×200mm×200mm 最小分层厚度 :0.1mm 打印(扫描)精度 :0.16mm 打印(扫描)速度 :14.8s/层(单层打印面积为100mm×100mm) 。 3、技术的创造性与先进性:本成果把3D打印与材料研究结合应用到实际金属过滤生产中,采用粉末粘结工艺和陶瓷膏体挤出工艺来打印多孔陶瓷过滤器,研究了3D打印参数、烧结工艺参数、陶瓷表层包覆状况、连接颈等对最终制备的影响,目前进行了小范围的测试,过滤测试结果证明所制备的过滤器实现了对熔体中平均粒径为13μm以上的夹杂物的过滤效率≥95%。 4、技术的成熟程度,适用范围和安全性:本技术基本成熟,适用于金属过滤行业,3D打印设备有外壳安全性可保障。 5、应用情况及存在的问题:所制备的过滤器基本满足金属过滤的需要,但是高性能金属材料对其铸件中的夹杂物的尺寸和含量的要求愈来愈高,目前已经要求对熔体中平均粒径为1~20μm的夹杂物的过滤效率≥95%。因此,还需要对本成果中的过滤器进行更先进的结构设计、选用更细的陶瓷粉体、试验新的增材制造工艺等,以满足行业需求。 6、获奖情况:未获得奖项。 |
| 批准登记号: | |
| 登记日期: | 2024-07-09 |
| 研究起止时间: | 2015-07-01至2019-12-31 |
| 所属行业: | 制造业 |
| 所属高新技术类别: | 先进制造 |
| 评价单位名称: | 广东省科学技术厅 |
| 评价日期: | 2022-07-15 |
