基于3D打印技術(shù)的耐高溫陶瓷汽車組件制造

實(shí)現(xiàn)汽車輕量化能夠改善汽車燃油經(jīng)濟(jì)性，減少汽車使用對環(huán)境造成的影響。因而，各種輕質(zhì)復(fù)合材料開始應(yīng)用在汽車制造中。其中，耐高溫陶瓷材料具有較高的耐磨性、耐高溫、高強(qiáng)度、高硬度和耐腐蝕等多種優(yōu)點(diǎn)，逐漸引起汽車設(shè)計(jì)人員的關(guān)注。但是，耐高溫陶瓷材料不利于鑄造和機(jī)械加工，將其應(yīng)用在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)零部件制造中，又必須將其加工成各種形狀復(fù)雜的組件。因而，近年來開始采用3D打印技術(shù)進(jìn)行耐高溫陶瓷組件的制造。

實(shí)現(xiàn)3D打印耐高溫陶瓷汽車組件的主要技術(shù)為噴墨打印技術(shù)。噴墨打印技術(shù)的主要原料為“耐高溫陶瓷墨水”。打印時(shí)，通過加熱噴嘴使噴嘴底部毛細(xì)管中的耐高溫陶瓷墨水在短時(shí)間內(nèi)汽化并噴出，按照預(yù)先建模的數(shù)據(jù)進(jìn)行圖案繪制，層層疊加實(shí)現(xiàn)3D打印。但該技術(shù)常常出現(xiàn)打印噴嘴底部毛細(xì)管阻塞的問題，盡管通過降低墨水粘度或增大噴嘴底部毛細(xì)管直徑解決該問題，但還是會(huì)造成打印組件的精度降低。通用汽車公司和波音公司聯(lián)合改制了整個(gè)噴墨打印過程，將氮和氧組成的聚合物樹脂作為耐高溫陶瓷墨水，并在紫外線照射下實(shí)現(xiàn)固化成型。因而，3D打印時(shí)不需要對噴嘴進(jìn)行加熱，而直接通過噴嘴噴射墨水，經(jīng)紫外線照射成型。成型后的組件再經(jīng)過燒制便形成高密度、高強(qiáng)度的耐高溫陶瓷組件。

Steven Ashley.SAE 16AUTP03 _08.

編譯：李臣