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3D打印时代铸造导热陶瓷片新的未来

新闻来源: 发布日期:2016-06-24 17:46:44发布人:佳日丰小张

3D打印时代铸造导热陶瓷片新的未来

  小编是从事多年的导热材料行业人士,对于导热陶瓷片这种产品自然了解不少。导热陶瓷片具有高导热(一般25W/m.k以上)、高绝缘性、抗电击穿(13KV)、耐高温(1500℃不退化)、耐磨损、高强度(三米高空掉落不破碎)等特点,在大功率设备上得到广泛应用,在一些工业设备的强电流、强电压、高温部位更是不可缺少的零件。一些具有高硬度的陶瓷材料在军事上更是得到越来越多的关注,比如碳化硅,分子式为SiC,其硬度介于刚玉和金刚石之间,机械强度甚至高于刚玉。

  导热陶瓷片在性能上极具优势,非常适合在恶劣的环境条件下工作。但是其造价也是居高,以碳化硅导热陶瓷片为例,碳化硅导热陶瓷片是以SiC为主要成分的陶瓷,一般通过在高纯度β-SiC细粉中同时加入少量的B和C,采用无压烧结工艺,于2020℃成功地获得高密度碳化硅陶瓷。由于天然含量甚少,碳化硅主要多为人造,加之无压烧结工艺制造成本很高,根据不同的形状和结构,造价成本最少需要2千,一些复杂的产品成本费高达1万以上。

  一个利好的消息:美国HRL实验室官网报道称,该实验室研究人员在3D打印技术领域取得重大突破。他们开发出一种新技术,使用3D打印方法制造出的超强陶瓷材料不仅可拥有复杂的形状,还能耐受超过1700℃的高温,未来有望在航空航天和微机电领域大显身手。在新研究中,化学工程师扎克·埃克尔和化学家周朝音发明了一种由硅、氮和氧组成的树脂配方,在一台3D打印机内用一束紫外线照射这种树脂,会使其变硬。这种被称为陶瓷前体的树脂能被3D打印成各种形状和大小的零件,打印出来的材料过火后会转化为一种高强度、完全致密的陶瓷。HRL实验室的材料学家托拜厄斯·舍德勒表示,新方法的效率是以前3D陶瓷打印技术的100到1000倍,强度为同类材料的10倍。研究人员认为,这种超强、耐高温的陶瓷有望用于制造喷气发动机和极超音速飞机上的大型零件、微型传感器内的复杂部件等诸多领域。

  最近就有消息证实,美军正在利用碳化硅陶瓷材料的高硬度特性,结合3D打印技术为其陆军打造盔甲。此前,美国军事委员会与知名3D打印材料开发商HotEnd Works展开了一项合作,后者专为其研发3D打印烧结陶瓷防御装备。虽然碳化硅陶瓷材料在军事上被各国所重视,又出于3D打印技术的缺陷性,这样的军事装备却迟迟未能问世。事实上,美军在探索3D打印军事装备方面的项目不少,比如3D打印无人机,3D打印导弹等等。此次的防御装备,看重的也是3D打印在成本节约,生产周期短的优势,如果其性能可与传统盔甲相比甚至更好,这无疑是又一次的技术突破。

3d打印机和打印出来的多种陶瓷制品

  包括3D打印、工业物联网、云计算、工业大数据、工业机器人、知识工作自动化、工业网络安全、虚拟现实和人工智能在内的工业4.0是德国制造业经过多年的积累提出的计划。在工业上的表现就是建设“智能工厂”,智能工厂的本质是通过信息系统来控制产品的生产,降低成本的同时大幅度的提高生产效率和精度。除去这些老生常谈的点之外,智能工厂最关键的就是可以:提高生产的灵活性。深圳佳日丰致力于为各厂商及用户提供最优质的产品和服务,紧跟工业发展脚步,佳日丰的每种产品都是根据客户需求定做的,在充分了解客户需求的情况下,并且免费供样让客户确认后进行的规模生产,真正做到了“按需生产”,严格按照客户需求研发、生产。公司先后引进多台国外高端设备,并结合互联网平台,积极扩展业务,目前业务量遍及全球,并于国内著名企业如:中兴、华为、中航科技等有密切合作,未来更是要在3D打印上加大投入。

  虽然国内3D打印技术和智能化发展水平教发达国家滞后,但是中国之前已经对智能化、信息化的工业生产方式已有所准备,之前提出的“两化融合”就有“工业4.0”的影子。中国的制造业近年来发展迅速,早已跨过了只会生产衬衣袜子的时代。虽然在中高端制造业上与德国日本横向比较还有差距,但纵向来看,中国制造业的水平比前些年已经有了质的飞跃。我们的中端机电产品在世界上占有重要地位,这些年在中国对德国的出口产品中,机电产品占比已经超过40%。在通讯技术的发展上中国至少已经不逊色于德国;在移动互联网领域,中国甚至已经超过德国。

  相信不久的将来,智能工厂不再只是个口号,导热陶瓷片的加工不再是传统的无压烧结工艺等方式,而是从3D打印机里出来的快捷高效、环保、低成本的制品。

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