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近年来，随着3D打印技术的不断发展，为各种各样的制造行业带来了新的机遇和挑战。在这些领域中，陶瓷3D打印技术已被广泛应用，但它的研究和应用仍存在种种限制。在这一背景下， 瑞士南部应用科学与艺术大学（SUPSI）正在从事一项开创性的博士项目，开发一款新型混合3D打印技术工艺，用于创建复杂的陶瓷结构。Alberto Ortona教授的博士生Marco Pelanconi取得了突破。
瑞士南部应用科学与艺术大学（SUPSI）的混合材料实验室（HM Lab）从事陶瓷3D打印技术的前沿研究已有二十年。2019年，Ortona教授展示了多孔3D打印技术在陶瓷材料上的潜力。Pelanconi在同一3D打印技术研究领域成功通过了博士论文答辩。
在其博士论文课题中，Pelanconi提出了一种优化的3D打印技术来生产复杂陶瓷结构工艺。该方法涉及通过选择性激光烧结（SLS 3D打印技术）使具有高微孔率的聚合物预成型，并结合预制陶瓷聚合物熔渗工艺。随后，将预制件在约1000°C下进行热解，实现从聚合物到陶瓷的转化。最后，通过熔融硅渗透进行最终致密化，以获得高密度的陶瓷零件。
该项目使用到了Sintratec套件。据Pelanconi所言，Sintratec套件的开放参数对该项目非常有用。他表示：“该套件使我们能够改变许多3D打印技术参数，包括粉末表面温度、层厚度、激光速度、搭接间距等，从而更容易控制3D打印技术生产的零件的孔隙率。”
通过改变这些3D打印技术因素，Pelanconi能够获得理想的孔隙率和高质量的零件，这对进一步的渗透至关重要。
为了说明该3D打印技术方法如何应用于复杂形状，Pelanconi将其研究重点放在了两个具有不同拓扑结构的圆柱形多孔结构上，一个是旋转立方体，一个是陀螺仪。在PA12 3D打印技术设备上完成打印并转化为陶瓷后，所得零件表现出出色的机械和热性能。
Pelanconi表示，尽管收缩率为-25%，但打印件仍能保持其原始形状，没有变形或明显裂纹。通过进一步的3D打印技术优化，其双轴强度仍可以提高165MPa。
谈及复杂陶瓷结构的潜力，Pelanconi补充道：“陶瓷类别的材料具有钢材无法比拟的热机械性能，如耐高温、高抗氧化性、高抗热震性和高强度。”
这种由Marco Pelanconi在HM实验室内实施的创新3D打印技术方法是从一系列预陶瓷聚合物中获得不同的陶瓷材料，因此也可被高科技领域利用。
对于高科技制造行业来说，打破传统工艺、借鉴新的技术理念和结构，是创新和发展的关键。现有的传统陶瓷零件制造工艺不仅生产效率低，而且部件的质量难以保证。而利用3D打印技术，不仅可以大幅提升生产效率，减少资源浪费，而且还可以生产复杂形状的陶瓷零件，从而更好地满足高科技制造领域中的各种需求。
Marco Pelanconi的研究团队在研究过程中，聚焦于混合3D打印陶瓷结构方案的探索。通过尝试多种不同的3D打印工艺参数组合，并对输出进行分析，最后成功地实现了高质量的陶瓷零件生产。专业的分析表明，这一工艺的实现能够控制陶瓷零件的孔隙率，并显著提升零件材料的强度。通过这种新型工艺，未来将会开创更多可能性，有助于推进高科技创新、陶瓷工艺的发展和陶瓷零件的普及应用。
总之，Marco Pelanconi的研究为高科技制造行业的发展和陶瓷零件的制造开辟了新的道路，为技术的革新和发展提供了突破口。
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时间与地点
9月12日 09:00 - 17:30
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