Исследователи из Университета Леобена продемонстрировали возможность 3D-печати прочнейшей керамики по принципу Gorilla Glass

В своей работе они использовали мультиматериальный подход, разработанный компанией Lithoz.

Работая непосредственно с инженерами Lithoz, исследователи смогли использовать процесс послойной печати для создания контролируемого остаточного напряжения и тем самым создать своего рода керамику типа Gorilla.

Ознакомиться со статьей об этом исследовании можно на Science Direct.

Мультиматериальный подход был использован при внедрении слоев оксида алюминия и циркония между внешними слоями из чистого оксида алюминия со значительными остаточными остаточными напряжениями. Поскольку керамические детали печатались на 3D-принтере, исследователи смогли контролировать размещение различных материалов в цифровой форме, так что при спекании они стали еще более плотными по сравнению с чистым монолитным глиноземом (оксидом алюминия).

Кликните для увеличения

Комбинация слоев, содержащих различные керамические материалы, позволила адаптировать чередующиеся остаточные растягивающие и сжимающие напряжения. Такой подход, в частности, успешно используется в стеклах Gorilla Glass.

Измеренная прочность в 1 ГПа (для сравнения в монолитном глиноземе она достигает 650 МПа) была достигнута за счет увеличения сжатия различных слоев материала из-за различных температур, необходимых для спекания каждого из них: это "тепловое несоответствие" между областями материала во время охлаждения после спекания приводило к контролируемым остаточным напряжениям при сжатии.

Предполагается, что проектирование керамических структур сложной формы с помощью аддитивного производства по данному методу открывает новый путь для изготовления технической керамики с запланированными механическими свойствами и позволит снять ограничения на изготовление сложных геометрических форм традиционными и субтрактивными методами.