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        【應(yīng)用開(kāi)發(fā)】粉末擠出3D打印氮化硅渦輪葉片


        來(lái)源:深圳升華三維科技有限公司

        氮化硅是一種高溫結(jié)構(gòu)陶瓷材料,在加工上有較大的難度和局限。升華三維利用PEP技術(shù)直擊氮化硅材料傳統(tǒng)制造痛點(diǎn),為氮化硅渦輪葉片的復(fù)雜結(jié)構(gòu)一體化成型提供了便捷的增材制造方法。相比傳統(tǒng)粉末冶金工藝,可以大大加快產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與商業(yè)化時(shí)間,極大地縮短了制造周期和生產(chǎn)成本。


        模型評(píng)估

        升華三維在應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)工藝加工的渦輪葉片模型基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化,使得更適合3D打印模式下的制備。而采用PEP顆粒擠出方式打印葉片結(jié)構(gòu),在模型設(shè)計(jì)上具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),可在保證葉片懸浮角度滿足使用條件的情況下,最大限度地免除額外支撐,從而節(jié)省掉后續(xù)的加工步驟。再通過(guò)PEP系統(tǒng)配套的UPRISE 3D軟件進(jìn)行打印模擬,以確保打印過(guò)程的高效成型。


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        ▲渦輪葉片模型(來(lái)源:升華三維)


        材料配置

        氮化硅3D打印主要采用基于蠟基體系的氮化硅顆粒喂料(UPGM-Si3N4),其粒徑為2-4mm的不均勻顆粒。打印材料固含量約為40vol.%,用其制備的氮化硅產(chǎn)品具有優(yōu)異的耐高溫、耐磨、高冷熱沖擊等性能,在如航空發(fā)動(dòng)機(jī)等高溫高溫及高速工況下,具有更好的高溫性能和更長(zhǎng)的使用壽命。


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        ▲UPGM-Si3N4 3D打印材料


        3D打印

        氮化硅渦輪葉片采用大尺寸獨(dú)立雙噴嘴3D打印機(jī)UPS-556打印成型,最大可實(shí)現(xiàn)(500×500×600mm)大尺寸陶瓷結(jié)構(gòu)件制備,氮化硅渦輪葉片生坯密度可達(dá)2.0g/cm3。最終生坯的整體尺寸在燒結(jié)后會(huì)存在一定收縮,可通過(guò)軟件設(shè)置放大系數(shù)進(jìn)行尺寸補(bǔ)償。再結(jié)合成熟的氮化硅傳統(tǒng)燒結(jié)工藝獲得性能一致性好的產(chǎn)品。UPS-556在常規(guī)辦公環(huán)境下可使用,無(wú)需氣氛,且穩(wěn)定性高,可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間打印,支持氮化硅陶瓷復(fù)雜結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的大尺寸 、一體化成型。


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        ▲氮化硅渦輪葉片打印參數(shù)


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        ▲氮化硅渦輪葉片樣品展示


        產(chǎn)品燒結(jié)

        采用PEP制備的氮化硅陶瓷結(jié)構(gòu)件,適用于傳統(tǒng)工藝常用的氮化硅燒結(jié)方法。客戶應(yīng)根據(jù)設(shè)備條件、性能要求、成本預(yù)算、時(shí)間效率等多方面因素,選擇最適宜的燒結(jié)技術(shù)。氮化硅渦輪葉片采用了無(wú)壓燒結(jié)工藝,其燒結(jié)性能表現(xiàn)優(yōu)異,該產(chǎn)品經(jīng)過(guò)打磨、拋光等處理后,可滿足應(yīng)用場(chǎng)景需求。


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        ▲3D打印氮化硅渦輪葉片樣品(來(lái)源:升華三維)


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        升華三維一直致力于先進(jìn)陶瓷增材制造的推廣及應(yīng)用。目前已具備氮化硅陶瓷復(fù)雜結(jié)構(gòu)件開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)能力,可為氮化硅陶瓷增材制造提供完整的解決方案。

        欲了解更多,點(diǎn)擊進(jìn)入深圳升華三維科技有限公司>>
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