UA122180C2 - Спосіб виготовлення керамічних виробів адитивним методом - Google Patents

Спосіб виготовлення керамічних виробів адитивним методом Download PDF

Info

Publication number
UA122180C2
UA122180C2 UAA201812044A UAA201812044A UA122180C2 UA 122180 C2 UA122180 C2 UA 122180C2 UA A201812044 A UAA201812044 A UA A201812044A UA A201812044 A UAA201812044 A UA A201812044A UA 122180 C2 UA122180 C2 UA 122180C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
workpiece
support
impression
shi
former
Prior art date
Application number
UAA201812044A
Other languages
English (en)
Inventor
Крістоф Шапю
Рішар Геньон
Original Assignee
С.А.С 3Десерам-Сінто
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by С.А.С 3Десерам-Сінто filed Critical С.А.С 3Десерам-Сінто
Publication of UA122180C2 publication Critical patent/UA122180C2/uk

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/001—Rapid manufacturing of 3D objects by additive depositing, agglomerating or laminating of material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/10—Cores; Manufacture or installation of cores
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B7/00—Moulds; Cores; Mandrels
    • B28B7/24—Unitary mould structures with a plurality of moulding spaces, e.g. moulds divided into multiple moulding spaces by integratable partitions, mould part structures providing a number of moulding spaces in mutual co-operation
    • B28B7/241—Detachable assemblies of mould parts providing only in mutual co-operation a number of complete moulding spaces
    • B28B7/248—Detachable assemblies of mould parts providing only in mutual co-operation a number of complete moulding spaces using angle-shaped mould parts, e.g. L-parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B7/00—Moulds; Cores; Mandrels
    • B28B7/34—Moulds, cores, or mandrels of special material, e.g. destructible materials
    • B28B7/342—Moulds, cores, or mandrels of special material, e.g. destructible materials which are at least partially destroyed, e.g. broken, molten, before demoulding; Moulding surfaces or spaces shaped by, or in, the ground, or sand or soil, whether bound or not; Cores consisting at least mainly of sand or soil, whether bound or not
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/124—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
    • B33Y40/20—Post-treatment, e.g. curing, coating or polishing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • C04B35/111—Fine ceramics
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • C04B35/111—Fine ceramics
    • C04B35/117—Composites
    • C04B35/119—Composites with zirconium oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/14—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silica
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/16—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay
    • C04B35/18—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay rich in aluminium oxide
    • C04B35/185—Mullite 3Al2O3-2SiO2
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/16—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay
    • C04B35/18—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay rich in aluminium oxide
    • C04B35/195—Alkaline earth aluminosilicates, e.g. cordierite or anorthite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/447—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on phosphates, e.g. hydroxyapatite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/48—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates
    • C04B35/481—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates containing silicon, e.g. zircon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/48—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates
    • C04B35/486—Fine ceramics
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/56—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
    • C04B35/565—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
    • C04B35/581—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on aluminium nitride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
    • C04B35/584—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on silicon nitride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/64—Burning or sintering processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
    • C04B2235/602—Making the green bodies or pre-forms by moulding
    • C04B2235/6026—Computer aided shaping, e.g. rapid prototyping
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
    • C04B2235/9607—Thermal properties, e.g. thermal expansion coefficient
    • C04B2235/9615—Linear firing shrinkage
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Producing Shaped Articles From Materials (AREA)
  • Moulds, Cores, Or Mandrels (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Devices For Post-Treatments, Processing, Supply, Discharge, And Other Processes (AREA)

Abstract

На робочій платформі (1) стереолітографічної машини адитивним методом виготовляють одночасно але окремо з однієї і тієї ж пастоподібної керамічної композиції збірку, що складається з опори (2) і заготовки на ній. Вільна поверхня опори має відбиток першої сторони заготовки. З керамічного матеріалу виготовляють також формоутворювач (4), на якому розташований відбиток другої сторони заготовки. На формоутворювачі з відбитком, звернутим догори, розміщують отриману збірку з заготовкою, звернутою донизу для її входження у відбиток формоутворювача, і заготовку, утримувану таким чином між формоутворювачем і опорою, розміщують у печі і піддають операціям видалення зв’язуючого матеріалу і спіканню.

Description

Винахід стосується способу виготовлення адитивним методом заготовок, які призначені для подальшого видалення з них зв'язуючого матеріалу і спікання для отримання готових керамічних виробів.
Адитивний метод виготовлення, який називають також стереолітографією, при виготовленні заготовок зазвичай включає такі операції: створення за допомогою комп'ютерного моделювання моделі виробу, який буде виготовлятися, з розмірами, трохи більшими, ніж ті, які повинен мати виріб, що буде виготовлятися, для того, щоб урахувати усадку керамічного матеріалу під час випалу заготовки (операції видалення зв'язуючого і спікання), і виготовлення заготовки адитивним методом, який включає: - утворення на жорсткій робочій опорі першого шару з композиції, що фотополімеризується, наприклад, яка містить принаймні один керамічний матеріал, принаймні один мономер і/або олігомер, що фотополімеризуються, принаймні один фотоініціатор і, за потреби, принаймні один пластифікатор і/або принаймні один розчинник і/або принаймні один диспергатор, - полімеризацію першого шару композиції, що фотополімеризується, шляхом опромінювання (скануванням відкритої поверхні шару лазером або фотодіодною системою) відповідно до шаблона, отриманого з моделі цього шару, з отриманням першого ярусу, - утворення на першому ярусі другого шару з композиції, що фотополімеризується, - полімеризацію другого шару шляхом опромінювання відповідно до шаблона, отриманого з моделі цього шару, з утворенням другого ярусу; при чому опромінювання здійснюють в той же спосіб, що і при опромінюванні першого шару, - за потреби повторювання вказаних операцій до отримання заготовки.
Після цього, як було сказано вище, для отримання готового виробу заготовку очищують для видалення неполімеризованої композиції, з очищеної заготовки видаляють зв'язуючий матеріал, а очищену заготовку, з якої видалений зв'язуючий матеріал, спікають для отримання готового виробу.
Далі буде описано рівень техніки, що стосується виготовлення керамічних виробів у вигляді ливарних стрижнів, які є тільки одним з прикладів керамічних виробів, які можуть бути виготовлені способом згідно з винаходом.
Зо Рівень техніки в галузі виготовлення ливарних стрижнів
Ливарні стрижні можуть виготовлятися у вертикальному положенні без опори (1), в лежачому положенні без опори (2) або у положенні під кутом на опорі (3). (1) Виготовлення у вертикальному, або високому, положенні дозволяє виготовляти декілька ливарних стрижнів одночасно на робочій платформі стереолітографічної машини. Для підтримання стрижнів у вертикальному положенні їх треба модифікувати, прикріпивши до них підпірки із стойок, які після операції спікання видаляють шляхом відрізання.
Під час виготовлення у вертикальному положенні стрижень може бути легко зруйнований або пошкоджений під дією зусилля, що виникає при розрівнюванні пастоподібної маси в разі, коли використовується процес виготовлення з застосуванням пастоподібної маси. Цей ризик збільшується явищем закручування, яке полягає в тому, що плоска поверхня вигинається в результаті потужної дії лазера, яка спричиняє масове утворення поперечних зв'язків під час полімеризації. Виріб, що виготовляється, при проходженні розрівнювального пристрою може перекинутися. Явище закручування показане на Фіг. 3.
На лівій частині Фіг. З схематично показаний розрівнювальний пристрій В стереолітографічної машини. Він розрівнює кожний шар пастоподібної маси з керамічного матеріалу, що полімеризується. Тут же показаний ливарний стрижень МЕ, що виготовляється у вертикальному положенні. Напрямок розрівнювання показано стрілкою КЕ, а розрівнюваний пастоподібний матеріал схематично показаний пунктирною лінією. Місце, де має прикладатися зусилля розрівнювання, обведено колом С1, а місце, в якому виникає явище закручування,
БО обведено колом С2.
Закручування, показане на правій частині Фіг. 3, призводить до перекидання виробу під час проходження розрівнювального пристрою В.
Через це виготовлення в вертикальному положенні, яке дає можливість виготовляти декілька стрижнів одночасно, без застосування опори є тривалим і ризикованим. (2) Виготовлення в лежачому положенні за визначенням є менш високотехнологічним ніж виготовлення у вертикальному положенні і, отже, вимагає менше часу. До того ж, потрібно менше підпірок для виробу, а інколи підпірки взагалі не потрібні.
Однак мала поверхня зчеплення ливарного стрижня, що виготовляється, з робочою платформою стереолітографічної машини може призводити до того, що стрижень втрачає 60 зчеплення і під час виготовлення ковзає, що показано на Фіг. 4.
На лівій частині Фіг. 4, як і на Фіг. 3, показано ливарний стрижень МЕ, але в цьому разі в лежачому положенні. Через малу площу зчеплення, яка позначена колами СЗ і С4, як видно з правої частини Фіг. 4, ливарний стрижень МЕ сковзнув зі свого початкового положення. (3) При виготовленні стрижня в положенні під кутом на опорі, опора, верхня поверхня якої розташована під кутом до платформи, виготовляється одночасно зі стрижнем. Завдяки такому нахилу, опора протидіє силам, які діють при розрівнюванні і на відміну від виготовлення при вертикальному чи лежачому положенні не відбувається ні перекидання, ні ковзання, відповідно, а час виготовлення скорочується порівняно з часом при виготовленні у вертикальному положенні.
На поверхні опори розташований відбиток передньої сторони ливарного стрижня і, отже, це призводить до деякої деформації під час виготовлення, тому необхідно передбачити для стрижня декілька підпірок.
Виготовлення відбувається при невеликій потужності лазера, зокрема, меншій 150 мВт, отже отримують виріб з низькою жорсткістю і це не призводить до закручування.
Під час комп'ютерного проектування для виготовлення опори: - на розташовану під кутом поверхню опори переносять одну із сторін стрижня для утворення відбитка, - виконують операцію зсуву, або "офсетну" операцію на А мкм по ХУ на цій поверхні, де А, наприклад, складає 400 мкм по ХУ, їі - стрижень після цього розміщують в напрямку 2 на відстані В мкм (де В може бути, наприклад, 135 мкм) плюс глибина полімеризації, визначена для типу пастоподібної маси і параметрів лазерної дії. Глибина полімеризації - це глибина пастоподібної маси, на яку відбудеться полімеризація при проходженні лазера. Глибина полімеризації залежить від використовуваної пастоподібної маси і параметрів лазера: потужність, штриховий проміжок, швидкість сканування. Для виготовлення ливарних стрижнів з оксиду алюмінію глибина полімеризації "В" має бути біля 125 мкм.
На Фіїг. 5 і 6 зображено виготовлення стрижня МЕ у положенні під кутом на опорі 5. Відбиток позначений літерою "Е".
Кут нахилу а опори відносно робочої платформи складає зазвичай від 1 до 45", краще 25" і
Зо найкраще 20".
Рівень техніки в галузі випалу ливарних стрижнів
Ливарні стрижні, отримані без опори згідно з (1) і (2) випалюють в піску при температурі біля 1300 "С, при цьому пісок: - дозволяє гомогенізувати температуру і вирівняти тиск навколо стрижня, що дозволяє підтримувати форму виробу при високій температурі і, отже, уникнути деформації; - дозволяє всмоктувати в нього органічний матеріал завдяки капілярності.
Однак необхідно, щоб заготовка ливарного стрижня була достатньо жорсткою, щоб уникнути деформації в піску при кімнатній і низькій температурах. Але велику жорсткість заготовки можна отримати тільки з використанням потужного лазера, що може викликати згаданий феномен "закручування".
При застосуванні цієї технології і недостатньо жорсткого ливарного стрижня різниця в розмірах може досягати, наприклад, 20,8-1,2 мм.
Для випалу на опорі заготовку ливарного стрижня розміщують на опорі у її відбиток, який зменшує спотворення форми стрижня на його нижній стороні, оскільки деформація при випалі на цій стороні контролюється. Але верхня сторона стрижня не захищена від спотворення форми, що може призвести до неконтрольованих деформацій, і, як показано на Фіг. 7, стрижень може викривитися. При застосуванні цієї технології різниця в розмірах може досягати, наприклад, 20,8-1,2 мм.
В основу винаходу поставлена задача вирішити проблеми, які виникають при використанні технологій, описаних вище, і створити спосіб, який забезпечує виготовлення виробів з керамічного матеріалу, зокрема ливарних стрижнів, які відповідають допускам щодо розміру, шляхом уникнення деформацій стрижнів під час їх виготовлення, очистки і/або випалу.
Згідно з винаходом стрижень виготовляють на опорі і одночасно виготовляють виріб, який називається "формоутворювач" і який має після виготовлення на своїй верхній стороні відбиток сторони стрижня, зворотної відносно тієї сторони, яка взаємодіє з відбитком на опорі.
Опору, стрижень і формоутворювач виготовляють з одного і того ж матеріалу.
Під час випалу формоутворювач перевертають для розміщення на ньому стрижня, після чого на стрижні розміщують опору, так що стрижень опиняється затиснутим між опорою і формоутворювачем. Стрижень зберігає свою форму завдяки тиску, спричинюваного опорою і формоутворювачем. Коли стрижні виготовляють на опорі, вони мають низьку жорсткість і можуть бути деформовані без руйнування. Після спікання стрижень зберігає свої розміри.
Отже об'єктом винаходу є спосіб виготовлення керамічних виробів адитивним методом, або методом стереолітографії за яким виріб виготовляють у вигляді заготовки з керамічної композиції, що полімеризується, яка містить керамічний порошок і органічну частину, яка може бути ліквідована під час операції видалення зв'язуючого і яка включає принаймні один мономер мМабо оолігомер, що здатні фотополімеризуватися, з виготовленої заготовки видаляють зв'язуючий матеріал і після цього її спікають, який відрізняється тим, що на робочій платформі стереолітографічної машини виготовляють адитивним методом одночасно, але окремо з пастоподібного керамічного матеріалу, що полімеризується, збірку з опори заготовки і самої заготовки на опорі, вільна поверхня якої має відбиток першої сторони заготовки, причому цей відбиток, виконаний на опорі, має поверхню, зсунуту по
ХУ7, але еквівалентну формі першої сторони заготовки, так що перша сторона може бути розміщена в опорі з утворенням простору між ними, який заповнюють пастоподібним матеріалом, який може бути видалений після того, як збірку виготовлено, і формоутворювач, виготовлений з керамічного матеріалу, відкрита поверхня якого має відбиток другої сторони заготовки, зворотної по відношенню до першої сторони, причому цей відбиток має поверхню зсунуту по ХУ/7, але еквівалентну другій стороні заготовки для можливості другій стороні бути вставленою у формоутворювач; на формоутворювачі з відбитком, звернутим догори, розміщують отриману збірку з заготовкою, звернутою донизу для її входження у відбиток формоутворювача, і заготовку, утримувану таким чином між формоутворювачем і опорою, розміщують у печі і піддають операціям видалення зв'язуючого матеріалу і спікання, при цьому відбитки опори і формоутворювача мають таку форму, що заготовка повністю оточена ними під час здійснення операцій видалення зв'язуючого матеріалу і спікання.
Використовують керамічну композицію, що фотополімеризується за допомогою лазерного або ультрафіолетового опромінювання.
Керамічним матеріалом може бути порошковий матеріал зі здатністю спікатися, такий як
Ко) оксид алюмінію (А/І2Оз3), діоксид цирконію (2702), оксид алюмінію, підсилений діоксидом цирконію, циркон (275104), кремнезем (5102), гідроксіапатит, кремнезем циркон (7т151О4-51О2), нітрид кремнію, трикальційфосфат (ТКФ), нітрид алюмінію, карбід кремнію, кордієрит або муліт.
Такий матеріал є термостійким.
Краще, коли відбиток опори відповідає першій поверхні заготовки, зсунутій на 100-600 мкм по ХУ7. Краще, коли відбиток формоутворювача відповідає другій поверхні заготовки, зсунутій на 20-80 мкм по ХУ. За таких умов поверхня формоутворювача розташована до поверхні заготовки ближче. Коли заготовка розміщена на формоутворювачі, а опора зверху, заготовка притиснута до сторони формоутворювача щільніше, ніж до сторони опори.
Опора, заготовка і формоутворювач мають однакову усадку при випалі (біля 1300 С), оскільки вони виготовлені з одного і того ж матеріалу.
Спосіб згідно з винаходом дозволяє скоротити різницю по розмірах дож0О0,2 мм.
Краще, коли заготовку виготовляють на опорі під кутом, причому кут нахилу по відношенню до платформи складає 1-45", краще 15-25", найкраще 20".
Опора може бути виконана з принаймні одним отвором, що проходить до відбитка для пропускання через них розчинника для видалення із збірки опора/заготовка пастоподібного матеріалу, що не полімеризувався. Отвори виконують круглими з діаметром 2-8 мм, наприклад 4 мм.
Краще, коли виконано декілька отворів, розподілених по всій опорі.
При очистці заготовки на її опорі для видалення пастоподібного матеріалу, що розташований між заготовкою і опорою, оператор може подавати очищувальний розчинник через такі отвори, при цьому пастоподібний матеріал, що має бути видалений, починає частково розчинятися, полегшуючи відокремлення заготовки.
Опора може бути виконана принаймні з однією порожниною на стінці, протилежній тій, на якій розташований відбиток заготовки, а при випалі опори одну чи декілька порожнин заповнюють баластним матеріалом, таким як пісок або гранули.
Коли такий баластний матеріал міститься в порожнинах опори, яку розміщують під час випалу на заготовці, він забезпечує додатковий тиск на заготовку для контролю за її деформацією. Форма і кількість порожнин може змінюватися, порожнини можуть бути заповнені не всі однаково, коли деформація має бути контрольована тільки на окремих ділянках (516) заготовки.
У випадку, коли отвори для очистки виконані у опорі, для створення додаткового тиску отвори мають бути заглушені, а коли як баластний матеріал використовують гранули, їх діаметр має бути більшим, ніж переріз отворів.
У випадку, коли порожнини не заповнені баластним матеріалом і є отвори для очистки, вони служать при випалі димоходом для виходу органічних матеріалів.
Опора і заготовка і/або платформа і опора можуть бути з'єднані штифтами, що протидіють закручуванню, які утворюють під час виготовлення в місцях заготовки, які схильні до закручування, причому штифти мають діаметр 50-800 мкм, краще 300-400 мкм. Ці штифти, що протидіють прогину плоских поверхонь, при відокремлюванні заготовки від опори відламуються.
Згідно з першим варіантом здійснення винаходу в процесі виготовлення утворюють послідовно шари з керамічної композиції, що полімеризується, кожний з яких полімеризують шляхом опромінювання відповідно до шаблона, модель якого наперед визначена, і після закінчення процесу виготовлення заготовку і формоутворювач очищують для видалення композиції, що не була полімеризована, і для відокремлення заготовки від опори.
Згідно з другим варіантом здійснення винаходу в процесі виготовлення для утворення порожнин в збірці опора-заготовка, особливо утворення простору між опорою і заготовкою, а також порожнин у заготовці, здійснюють такі операції: - шляхом механічної обробки виконують принаймні одне заглиблення на верхній поверхні шару керамічної композиції, що полімеризується, - заповнюють це одне чи декілька заглиблень жертовним органічним матеріалом, здатним полімеризуватися і бути ліквідованим при операції видалення зв'язуючого матеріалу; і - полімеризують жертовний органічний матеріал для отримання твердої горизонтальної поверхні на тому ж рівні, що і сусідній шар з полімеризованої керамічної композиції; - кожного разу, коли утворюють одне або декілька заглиблень, його/їх контур вибирають відповідно до одного або декількох шаблонів, попередньо визначених комп'ютерною моделлю, а глибину вибирають такою, щоб забезпечити суцільність заготовки, що виготовляється, і - після того, як полімеризовані шари накопичені, отримують збірку опора-заготовка, яку очищують для видалення однієї чи декількох частин, які не були полімеризовані, і під час операції видалення зв'язуючого матеріалу відокремлюють виріб від опори.
Зо Краще, коли жертовним матеріалом є композиція, що фотополімеризується, яку використовують для утворення заготовки, але без одного або більше керамічних матеріалів.
Ще за одним варіантом здійснення винаходу в процесі виготовлення окремо утворюють штабель опора/заготовка/ (опора/заготовка)», де п - ціле число, таке як 1, 2, 3, ії окремо формоутворювач, а на етапі спікання утворюють штабель формоутворювач/заготовка/опора/ (заготовка/опора)ї, причому протилежні сторони кожної опори, які мають взаємодіяти з заготовкою, одна має відбиток однієї сторони заготовки, а друга відбиток зворотної сторони заготовки.
Заготовкою, отримуваною способом згідно з винаходом, може бути, наприклад, заготовка ливарного стрижня.
Для кращої ілюстрації суті даного винаходу далі з посиланнями на креслення, що додаються, буде описано декілька конкретних варіантів здійснення винаходу, які наводяться тільки як приклади, але винахід ними не обмежується.
На цих кресленнях:
Фіг. 1 ії 2, відповідно, - спрощене схематичне зображення ливарних стрижнів, що мають складну точну форму і гладку поверхню, зокрема, стержнів, які використовуються при литті лопатей турбін;
Фіг. З - діаграма, яка показує явище скручування, явище, яке може спостерігатися при відомому вертикальному виготовленні стрижнів;
Фіг. 4 - діаграма, яка показує явище відриву і ковзання, яке спостерігається в деяких випадках, наприклад, коли енергія опромінювання стає завеликою;
Фіг. 5 - схематичний вигляд з просторовим розділенням опори, що має розташовану під кутом верхню поверхню, і ливарного стрижня, що має бути розміщений на його відбиток, виконаний у розташованій під кутом верхній поверхні;
Фіг. 6 - вигляд, що відповідає Фіг. 5, зі стрижнем розташованим на його опорі;
Фіг. 7 - вигляд збоку опори з розташованою під кутом поверхнею з відбитком, в якому розміщений ливарний стрижень, який вигнувся під час випалу через неконтрольовану деформацію верхньої сторони заготовки;
Фіг. 8 - вигляд в перспективі робочої платформи стереолітографічної машини, на якій одночасно були виготовлені опора і формувальник; бо Фіг. 9 - вигляд в перспективі з просторовим розділенням заготовки і формоутворювача;
Фіг. 10 ї 11 - вигляд в перспективі з просторовим розділенням опори, заготовки і формоутворювача, причому заготовка і формоутворювач в перевернутому положенні;
Фіг. 12 - вигляд збоку в розрізі заготовки на її опорі;
Фіг. 13 - розміщення опори, заготовки і формоутворювача для випалу;
Фіг. 14 - в лівій частині показано зворотну сторону опори, виготовленої одним з варіантів здійснення винаходу, в правій частині показано вигляд спереду з просторовим розділенням опори і заготовки;
Фіг. 15 - вигляд, аналогічний тому, який показано в правій частині Фіг. 13, але з опорою з Фіг. 14;
Фіг. 16А - опора, яку показано в основному в правій частині на Фіг. 14, але виготовлену одним з інших варіантів; і
Фіг. 168 - збільшений вигляд частини опори, показаної на Фіг. 16А.
На Фіг. 5 показані роздільно опора 5 і ливарний стрижень МЕ. Опора 5 має верхню поверхню, розташовану під кутом «а до горизонтальної поверхні. На ній розміщений відбиток Е для нижньої сторони ливарного стрижня.
Для виготовлення опори 5 з застосуванням САПР на розташовану під кутом поверхню опори переносять нижню поверхню ливарного стрижня МЕ для утворення відбитка Е; на поверхні виконують по ХЖМ2 "офсетну" операцію, тобто переміщення ливарного стержня в напрямках Х, У, 27, наприклад на 400 мкм; після чого ливарний стрижень відводять в напрямку 2 з утворенням між опорою 5 і нижньою стороною ливарного стрижня простору, який може бути 135 мкм плюс глибина полімеризації, якою є глибина пасти, на яку відбувається полімеризація під час проходження лазера. Глибина полімеризації залежить від пастоподібного матеріалу, який використовується, а також від параметрів лазера: потужність, штриховий проміжок, швидкість сканування. Для виготовлення ливарних стрижнів з оксиду алюмінію глибина полімеризації зазвичай 125 мкм або біля 125 мкм.
На Фіг. 6 показаний ливарний стрижень МЕ на його опорі 5.
На Фіг. 7 показано, шо під час випалу ливарний стрижень МЕ на своїх верхній стороні вигнувся через неконтрольовану деформацію;
На Фіг. 8 показана робоча платформа 1 стереолітографічної машини, на якій одночасно
Зо виготовляються згідно з винаходом система опора 2-ливарний стрижень З і окремо формоутворювач 4.
Отже, згідно з винаходом формоутворювач 4 виготовляється після виготовлення опори 2, але перед виготовленням ливарного стрижня 3. Комбінація ливарний стрижень З - опора 2 під час виготовлення використовується тільки один раз і не відіграє ніякої ролі під час виготовлення ливарного стрижня 3. Це дозволяє виготовляти і випалювати виварний стрижень З без його деформації або руйнування.
На Фіг. 9 показано формоутворювач 4, що набуває тієї ж форми, що і опора 2 з розташованою під кутом передньою стороною, в якому формується відбиток 4а для верхньої сторони ливарного стрижня 3.
Для виготовлення формоутворювача 4 з застосуванням САПР на розташовану під кутом верхню сторону формоутворювача 4 переносять верхню поверхню ливарного стрижня З для утворення відбитка 4а; на верхній стороні здійснюють по ХУ "офсетну" операцію, тобто переміщення ливарного стержня в напрямках Х, У, 7, наприклад на 50 мкм, при чому офсетна операція в цьому випадку менш важлива, ніж при утворенні опори 2. Тому формоутворювач 4 має поверхню, яка є ближчою до поверхні ливарного стрижня 3.
На фігурах 10 і 11 показані в різних ракурсах з просторовим розділенням: - опора 2 зі своїм відбитком 2а (Фіг. 10) для нижньої сторони стрижня; - ливарний стрижень 3; - формоутворювач 4 зі своїм відбитком 4а (фіг. 11) для верхньої сторони ливарного стрижня.
Як видно, такі схеми розміщення з використанням формоутворювача 4 згідно з винаходом, дозволяють захищати ливарний стрижень при очистці і обробці і за допомогою опори 2, і за допомогою формоутворювача 4, при цьому зменшується ризик деформації або руйнування ливарного стрижня 3.
На Фіг. 12 показаний у збільшеному вигляді ливарний стрижень З під час його виготовлення на опорі 2, причому простір між опорою 2 і нижньою стороною ливарного стрижня З навмисно перебільшений. Цей простір було описано з посиланнями на фіг. 5.
Як показано на Фіг. 13, для випалу ливарний стрижень З відокремлений від його опори 2 при видаленні зв'язуючого і затиснутий між формоутворювачем 4 і опорою 2, при цьому формоутворювач розміщений знизу, ливарний стрижень З розміщений на ньому а опора З бо розміщена на ливарному стрижні, як це видно на правій частині Фіг. 13.
Отже завдяки тиску, що здійснюється опорою 2 і формоутворювачем 4, підтримується правильна форма ливарного стрижня.
Ливарний стрижень З зберігає свої розміри після спікання завдяки тому, що три вироби 2, З і 4 виготовлені з одного матеріалу і тому мають однакову усадку.
Завдяки такому технічному рішенню різниця щодо розмірів знижується дожО,2 мм.
Крім того, завдяки такому технічному рішенню, вироби з низькою жорсткістю можуть змінювати деформуватися без руйнування.
На Фіг. 14 показаний варіант виконання опори 2 з отворами 5, що проходять через нього в декількох місцях, виходячи на відбиток 2а. Діаметр отворів 5 може бути від 2 до 8 мм, наприклад 4 мм.
При очистці оператор може подавати очищувальний розчин через отвори 5, при цьому пастоподібний матеріал, що розташований між ливарним стрижнем З і опорою 2, починає частково розчинятися, що полегшує відокремлення ливарного стрижня 3.
Як видно на фіг. 14, а також на Фіг. 15, опора 2 може бути виконана у іншому варіанті, коли вона на поверхні, яка протилежна до поверхні, розташованої під кутом, і яка буде зверху неї під час випалу (Фіг. 15), має три прямокутні заглиблення 6, в яких розміщують під час випалу гранули або пісок для утворення додаткового тиску на ливарний стрижень З і таким чином контролюють його усадку під час випалу.
Опора, показана на Фіг. 14 і 15, має також отвори 5, які проходять до дна заглиблень.
Гранули, що розміщують в заглибленнях б, повинні мати діаметр, більший, ніж діаметр отворів 5. Коли використовують пісок або маленькі гранули, отвори мають бути заглушені.
Форма і кількість заглиблень можуть змінюватися. Заглиблення б можуть заповнюватися нерівномірно, коли ступінь усадки ливарного стрижня необхідно контролювати тільки на окремих його ділянках.
Коли під час спікання отвори 5 залишають відкритими, вони служать димоходом, що полегшує виведення органічних матеріалів.
На Фіг. 16А та 16В показаний варіант опори 2, який має на дні відбитка 2а ділянку з протиусадковими шипами 7, ці шипи з'єднують ливарний стрижень 3, що виготовляється, і опору 2 і призначені для запобігання прогинанню плоскої поверхні ливарного стрижня 3. їхній діаметр може бути від 50 до 800 мкм, краще 300-400 мкм. Під час відокремлення ливарного стрижня З від опори 2 шипи 7 відламуються.
На Фіг. 10 ї 11, а також на Фіг. 13 (права частина) показано, що формоутворювач 4 має на своїй основі заглиблення, аналогічні тим, які має опора 2. Роль цих заглиблень дещо обмежити товщину кераміки для полегшення випалу. Втім, їх може і не бути.

Claims (12)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Спосіб виготовлення керамічних виробів адитивним методом, або методом стереолітографії, за яким виріб виготовляють у вигляді заготовки з керамічної композиції, що полімеризується, яка містить керамічний порошок і органічну частину, яка може бути ліквідована під час операції видалення зв'язуючого і яка включає принаймні один мономер і/або олігомер, що здатні фотополімеризуватися, з виготовленої заготовки видаляють зв'язуючий матеріал і після цього її спікають, який відрізняється тим, що на робочій платформі (1) стереолітографічної машини виготовляють адитивним методом одночасно але окремо з пастоподібного керамічного матеріалу, що полімеризується, збірку з опори (2) заготовки і самої заготовки на опорі (2), вільна поверхня якої має відбиток (2а) першої сторони заготовки, причому відбиток (2а), виконаний на опорі, має поверхню, зсунуту по ХУ7, але еквівалентну формі першої сторони заготовки, так що перша сторона може бути розміщена в опорі (2) з утворенням простору між ними, який заповнюють пастоподібним матеріалом, який може бути видалений після того, як збірку виготовлено, і формоутворювач (4), виготовлений з керамічного матеріалу, відкрита поверхня якого має відбиток (4а) другої сторони заготовки, зворотної відносно першої сторони, причому відбиток (4а) має поверхню, зсунуту по ХУ, але еквівалентну другій стороні заготовки для можливості другій стороні бути вставленою у формоутворювач (4); на формоутворювачі (4) з відбитком (4а), звернутим догори, розміщують отриману збірку з заготовкою, звернутою донизу для її входження у відбиток (44) формоутворювача, і заготовку, утримувану таким чином між формоутворювачем (4) і опорою (2), розміщують у печі і піддають операціям видалення зв'язуючого матеріалу і спікання, при цьому відбитки (2а; 4а) опори і формоутворювача мають таку форму, що заготовка повністю оточена ними під час здійснення операцій видалення зв'язуючого матеріалу і спікання.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що відбиток (2а) опори (2) відповідає першій поверхні заготовки, зсунутій на 100-600 мкм по ХУ.
3. Спосіб за одним з пп. 1 або 2, який відрізняється тим, що відбиток (44) формоутворювача (4) відповідає другій поверхні заготовки, зсунутій на 20-80 мкм по ХУ2.
4. Спосіб за одним з пп. 1-3, який відрізняється тим, що заготовку виготовляють на опорі (2) під кутом, причому кут нахилу відносно платформи (1) складає 1-45", краще 15-25", найкраще 20".
5. Спосіб за одним з пп. 1-4, який відрізняється тим, що опору (2) виконують з принаймні одним отвором (5), що проходить до відбитка (2а), і після утворення збірки опора/заготовка пропускають через отвори розчинник для видалення пастоподібного матеріалу, що не полімеризувався, причому отвори виконують круглими з діаметром 2-8 мм.
6. Спосіб за одним з пп. 1-5, який відрізняється тим, що опору (2) виконують принаймні з однією порожниною (б) на стінці, протилежній тій, на якій розташований відбиток (2а) заготовки, і при випалі опори порожнини (б) заповнюють баластним матеріалом, таким як пісок або гранули.
7. Спосіб за одним з пп. 1-6, який відрізняється тим, що опору (2) і заготовку і/або платформу (1) ї опору (2) з'єднують штифтами (7), що протидіють закручуванню, які утворюють під час виготовлення в місцях заготовки, які схильні до закручування, причому штифти (7) мають діаметр 50-800 мкм, краще 300-400 мкм.
8. Спосіб за одним з пп. 1-7, який відрізняється тим, що в процесі виготовлення утворюють послідовно шари з керамічної композиції, що полімеризується, кожний з яких полімеризують шляхом опромінювання у формі, шаблон якої наперед визначений, і після закінчення процесу виготовлення заготовку і формоутворювач (4) очищують для видалення композиції, що не була полімеризована, і для відокремлення заготовки від опори (2).
9. Спосіб за одним з пп. 1-7, який відрізняється тим, що в процесі виготовлення для утворення порожнин в збірці опора-заготовка, особливо утворення простору між опорою і заготовкою, а також порожнин у заготовці, здійснюють такі операції: шляхом механічної обробки виконують принаймні одне заглиблення на верхній поверхні шару Зо керамічної композиції, що полімеризується, заповнюють це одне чи декілька заглиблень жертовним органічним матеріалом, здатним полімеризуватися і бути ліквідованим при операції видалення зв'язуючого матеріалу; і полімеризують жертовний органічний матеріал для отримання твердої горизонтальної поверхні на тому ж рівні, що і сусідній шар з полімеризованої керамічної композиції; кожного разу, коли утворюють одне або декілька заглиблень, його/їх контур вибирають відповідно до одного або декількох шаблонів, попередньо визначених комп'ютерною моделлю, а глибину вибирають такою, щоб забезпечити суцільність заготовки, що виготовляється, і після того, як полімеризовані шари накопичені, отримують збірку опора-заготовка, яку очищують для видалення однієї чи декількох частин, які не були полімеризовані, і під час операції видалення зв'язуючого матеріалу відокремлюють виріб від опори.
10. Спосіб за одним з пп. 1-9, який відрізняється тим, що в процесі виготовлення окремо утворюють штабель опора/заготовка/опора/заготовка)», де п - ціле число, таке як 1, 2, З, і окремо формоутворювач, а на етапі спікання утворюють штабель формоутворювач/заготовка/опора/(заготовка/опора)ї, причому протилежні сторони кожної опори, які мають взаємодіяти з заготовкою, одна має відбиток однієї сторони заготовки, а друга - відбиток зворотної сторони заготовки.
11. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що заготовкою є заготовка ливарного стрижня.
ши х СЯ І і ФІ З ех ; В і / шк у С ше М Ми І я, К и ся и Ї м 1 Хо Кі ще р М га Фіг. 2 їх Вк ні Ще і пн нини Е нини х є г 7-2 ння пттетння фе і ! т, з Ток І дн «Е я Не це х ще й: чи і У У МЕ і ши / З й Я КИ, о | 4 Крем і ме еще са і лише но І пн а оз нні и
Фіг. З в в ек м миши Е МЕ ! | Е НИ ШІ І тт і ; ше пвх шини КИ інн Коня и Ин С ТТ он с НИ со. ся "МЕ й
Фіг. 4 х і яки й щи У щи А ще Миття Кит / КЕ Ук Ач щі о їх х Х Н ке Й Емі С уж ок й ИЙ СЯ й х у ше и А СЕУ я є А щи , и їх ше . ра й те ря р К ра КОМИ а Конт Ша каша с ї- Ук чу ДИ -8 фік: 5 . ще дока Ні - М Е т те ши ши ИН тю НЕ АК -ч 7 І рух С / р і х/ 7 І гі і і і НИ «і й / і її ке / й / / г/ й й : й й 7 Я і Я ї. з 7 й 7 щі й і Я / т / й їй Б й Сни в
Фіг. 5 нин МЕ шо й ді ра й: Ше: ни Ши: ай Е ди Ку ння у йо З 5 я Фіг. т в. - Й Й ; Х ЩО й в дя Гай Шо З /4 Гн 4 Де, і я й | | Ше и Я й Х ше и й щі я КЗ пес ше р Б (і СИ АХ Ву
І. кі В. і І р Ї У є і Ні ЯН і з Ше б рр і 7 сотка ї ідовни ТТ Я оон, С2ЗЗ- 2 | | у р сс БО а і ра / и ее ; Ми уй Ше К ско Мас схо, у Ша ще
Фіг. 8 ши на й- че ее ни дення і а ; и Х и й р АК и во іш я "ше і ки М- і ї Ю | сто І Ба у ет ї ОБ рез ї 11 мой і і їх ди Гокнікн Кк кі Сх | Ве шш і КАК і 1 х і хх Е З АК А А ї і 1 ней Н Н С ; дня ре і Ї дн ди Шш-- Шин ш Фіг: 8 й і ж Ходе о Бе Я ! о СУМЕСтх й / оч Й У и в а рай -х шк Б з не о ах х А ще я р ок ще х Кей Кай я х п їх Ки М я - ре Те; КУ р, ОК ач с вх ра 7 й й киш Ки КУ ся я 7 Я й З вжи 7 ух і
Фіг. 10 рай с і х ще дженні рено й с Н і я нн ше ОЙ ії рей шт ВВ Н Кай де кома нн а о Ба а -З су Коаеі ект ее ші ре: ва ЩЕ р ак уже ра пн ра 7 й -7й ши и я 5 7 доти с Я рай Я і х паті | ве ея ій ще й ра і 7 ох на я 4 ра Ша хх НК, і хх й па и св НЕ а Он Шия х кн в т ше в 5 5
Фіг. З оче С с : й жу ку й З ї-уі і о їх І ай рак ї -й гне Ки дних З Ки ни а ш Но нн Би но ко, і в т пийте Кот -Ех б, й--я Н Ше я це: НЕ Ух Мк и Й еклдеєр вовк ач с сови г ма: Б ; «А / і у я Н ТриА боб Со ннефантннннні каш нн нини Я ях | ко ї І Мен й - я Й б-- Е і і у ' в 5 855 5 з Фіг.
12 Е Н й п НН о ОТ рддрчяннтннння і і р Ї ра нн УТ Ї денне роси іі й | Кї. кде боки КАЛ ; ї ІЙ дит чн а кое ну ШЕ вини і не одн | | | ве : п ен дя Е Н рей о жан Кон, сяня ) Н ІЙ - й 2 Фіг. 13
Б б? 2 у у у у в х, в Я шо й- х » М х й чи ут -- ше х --й ший Н хх Дуснннех - ре щи ; 7 Н ДК ую шишще шин ша ши ше . ин ше ше м 11 тк? рі ши яд р; Ще і Н І о -к Ії | і 1 жу го 7 і З ЕОфодотт Лех і ро ї х рони р у в ри і : ге : п В Он: і К - в є Міо 9 у. ше с рі ї я й - рі 5 т, | | Я | аа І і Ден Не Ж ще ен 7 її тенет | ние пош АН рт т і іо и НЕ 5 о І їі. ЕЙ Н НЕ я ті 0 удву Метання ЕМ х ті ОХ ма п вн д З ж ма ІН ЇХ удююновеі нює 1 З у ! й М нн у дини гони си НИЙ ї М У З Бк пе -е хі В ФілА В о Х х х вень х х Шан станині С днини па т 3 М й, ух і хх М НА 1 ре х сан НУ х ї Б АОЗ і ши ен і у З що Х ух 4 со щу нн 3 дет М ху й АХ М нт дня Вело й и МИ у фен | М и ши ри чо шо й чщ і Ше що і Мини І Н ша НН ! х сш М фр -й у
Фіг. 15 ТЕ - ті т СЯ ос зни ни як ра я бод Кк т х й що пос еф тд й х й я ім ше Не ка та Е-я Кт | в с х Я в питю ох КО шнну ай ма Ки І ке М г ра м п миши М ЩО : 7 р хх вк йо Е Е В ! К є х ше щі НІ й іч ше к щі у К Що Н з х 7 о Пс і х х Шон спон ї : х дн ПИ А х х ц х т т сту У ще ша чн С шх х х фа х хо - б х ї а ;че р: х Фіг. 16 7 дон ; У й Ух в УТ Ж х х НІ ну Й хх х хх Ши ве ча ЩІ ОК їч х ча ах ЩІ о ХМ х х Сак Ж У у, х Не сек ж КК я ОК х шк чи: КК у, вче х Ко х Б х х че х КАХ ух КОХ х КАХ х х х ТЕЗ кох ОМ хай х,
Фіг. 164. хх х т хх х ве т і хх сю хх х шт - ро о н- ро 7 Мк щи ов
UAA201812044A 2017-12-11 2018-12-05 Спосіб виготовлення керамічних виробів адитивним методом UA122180C2 (uk)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1771338A FR3074800B1 (fr) 2017-12-11 2017-12-11 Procede de fabrication de pieces en materiau ceramique par la technique des procedes additifs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA122180C2 true UA122180C2 (uk) 2020-09-25

Family

ID=61873511

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAA201812044A UA122180C2 (uk) 2017-12-11 2018-12-05 Спосіб виготовлення керамічних виробів адитивним методом

Country Status (10)

Country Link
US (1) US11365157B2 (uk)
EP (1) EP3495106B1 (uk)
JP (1) JP6889143B2 (uk)
KR (1) KR102196466B1 (uk)
CN (1) CN109896844B (uk)
ES (1) ES2834460T3 (uk)
FR (1) FR3074800B1 (uk)
PT (1) PT3495106T (uk)
RU (1) RU2700356C1 (uk)
UA (1) UA122180C2 (uk)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3070135B1 (fr) * 2017-08-18 2019-08-16 S.A.S 3Dceram-Sinto Procede et machine de fabrication de pieces en materiau ceramique ou metallique par la technique des procedes additifs
EP3859061A1 (de) * 2020-01-30 2021-08-04 Saurer Intelligent Technology AG Faserbandaufnahmeeinrichtung
CN113020619B (zh) * 2021-03-03 2022-03-25 华中科技大学鄂州工业技术研究院 一种减少间接3d打印金属零件缺陷的方法
CN115073171B (zh) * 2022-06-29 2023-08-08 清华大学深圳国际研究生院 一种适用于光固化成型加工的ltcc生料带材料、ltcc基板及其制备方法和应用

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6572830B1 (en) 1998-10-09 2003-06-03 Motorola, Inc. Integrated multilayered microfludic devices and methods for making the same
US6932145B2 (en) 1998-11-20 2005-08-23 Rolls-Royce Corporation Method and apparatus for production of a cast component
US7418993B2 (en) * 1998-11-20 2008-09-02 Rolls-Royce Corporation Method and apparatus for production of a cast component
US7275925B2 (en) * 2001-08-30 2007-10-02 Micron Technology, Inc. Apparatus for stereolithographic processing of components and assemblies
JP3702406B2 (ja) * 2001-12-13 2005-10-05 太盛工業株式会社 粉体焼結成形体の製造方法、粉体焼結成形体、粉体射出成形体の製造方法、粉体射出成形体及び粉体射出成形用金型
US7216694B2 (en) * 2004-01-23 2007-05-15 United Technologies Corporation Apparatus and method for reducing operating stress in a turbine blade and the like
JP2008246865A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Fujifilm Corp 偏肉樹脂シートの製造方法および装置
US20100028645A1 (en) * 2008-08-04 2010-02-04 Michael Maguire Adaptive supports for green state articles and methods of processing thereof
EP2529694B1 (de) * 2011-05-31 2017-11-15 Ivoclar Vivadent AG Verfahren zur generativen Herstellung von Keramikformkörpern durch 3D-Inkjet-Drucken
WO2014193406A1 (en) * 2013-05-31 2014-12-04 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Modifying a base layer of an object
JP6270353B2 (ja) * 2013-06-28 2018-01-31 シーメット株式会社 三次元造形体およびサポート形成方法
DE102013016868A1 (de) * 2013-10-11 2015-04-16 Flc Flowcastings Gmbh Feingussverfahren hohler Bauteile
ITVI20130302A1 (it) 2013-12-19 2015-06-20 Ettore Maurizio Costabeber Cartuccia perfezionata per macchina stereolitografica, macchina stereolitografica adatta ad accogliere tale cartuccia perfezionata e metodo di impiego di tale cartuccia perfezionata
US9604411B2 (en) * 2014-05-04 2017-03-28 Eoplex Limited Multi-material three dimensional printer
JP6086327B2 (ja) * 2014-11-28 2017-03-01 日立金属株式会社 セラミック焼結体の製造方法
GB201500608D0 (en) * 2015-01-14 2015-02-25 Digital Metal Ab Sintering method, manufacturing method, object data processing method, data carrier and object data processor
RU2600647C2 (ru) * 2015-01-27 2016-10-27 Общество с ограниченной ответственностью "ИНТЕХ-М" Способ получения трехмерных керамических изделий
JP6835742B6 (ja) * 2015-05-28 2021-03-24 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー ナノサイズ粒子を含有するゾルを用いたセラミック物品を作製するための付加製造方法
JP2016221894A (ja) * 2015-06-02 2016-12-28 セイコーエプソン株式会社 三次元造形物の製造方法、三次元造形物製造装置および三次元造形物
US10799951B2 (en) * 2016-02-11 2020-10-13 General Electric Company Method and conformal supports for additive manufacturing
US10549478B2 (en) * 2016-02-11 2020-02-04 General Electric Company Methods and surrounding supports for additive manufacturing
CN106001575B (zh) * 2016-07-25 2018-01-05 中北大学 一种选择性激光烧结sls铺粉预热装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20190177239A1 (en) 2019-06-13
CN109896844B (zh) 2022-02-01
RU2700356C1 (ru) 2019-09-16
KR20190079508A (ko) 2019-07-05
CN109896844A (zh) 2019-06-18
JP6889143B2 (ja) 2021-06-18
EP3495106A1 (fr) 2019-06-12
FR3074800A1 (fr) 2019-06-14
PT3495106T (pt) 2020-11-17
KR102196466B1 (ko) 2020-12-29
JP2019107889A (ja) 2019-07-04
US11365157B2 (en) 2022-06-21
ES2834460T3 (es) 2021-06-17
FR3074800B1 (fr) 2019-11-01
EP3495106B1 (fr) 2020-10-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
UA122180C2 (uk) Спосіб виготовлення керамічних виробів адитивним методом
JP6500047B2 (ja) 積層造形法のための方法及び接続支持体
JP6475766B2 (ja) 積層造形法のための方法及びその周囲の支持体
Dehurtevent et al. Stereolithography: A new method for processing dental ceramics by additive computer-aided manufacturing
JP6021159B2 (ja) 内部構造を有する３次元物体の製造方法
WO2014208743A1 (ja) 三次元造形体およびサポート形成方法
CN115673337A (zh) 用于加性制造的方法和前缘支承
JP6549435B2 (ja) 粉末プレス成形体の製造方法
CN107052335A (zh) 用于添加式制造的方法及可断裂支撑
JP2016533903A (ja) 付加製造の方法および装置
CN106414025A (zh) 用于3d打印的系统、方法和设备
US20160207112A1 (en) Additive manufacturing of tiled objects
US10940535B2 (en) Method and system for additive manufacturing
CN112088148B (zh) 用于增材制造技术的陶瓷浆料
UA120675C2 (uk) Спосіб і машина для виготовлення принаймні однієї заготовки з принаймні одного керамічного або металічного матеріалу адитивним методом
KR101658079B1 (ko) 3d프린터를 이용한 치과 치료용 도재수복물 제조방법
EP1967344A2 (en) Method and device for the production of expanded polystyrene blocks
JP2018135548A (ja) 支持部材、造形モデル生成装置、制御装置、および造形物の造形方法
EP3444051B1 (en) Movable wall for additive powder bed
UA120483C2 (uk) Спосіб і машина для виготовлення заготовок з керамічного або металічного матеріалу адитивним методом
Knitter et al. Microfabrication of ceramics by rapid prototyping process chains
Knitter et al. RP process chains for ceramic microcomponents
Marwah et al. Direct Investment Casting Numerical Study for ABS P400 FDM Materials
EP4052820A1 (en) Powder or granule deposition device configured for the manufacture of objects by additive manufacturing, associated system and process
JP6497131B2 (ja) 三次元造形物用の硬化剤、三次元造形物の製造装置、及び三次元造形物の製造プログラム