行业资讯

氧化铝,是一种天然存在于铝土矿中的技术陶瓷材料,铝土矿是一种也含有氧化铁的岩石。通过拜耳工艺,可以提取白色粉末,然后通过电解将其转化为铝。氧化铝因其化学、热和电性能而特别令人感兴趣,并且是增材制造中最常用的氧化陶瓷之一。但它的特点是什么以及兼容的流程是什么?我们将向您详细介绍3D 打印中的铝!

1754年,德国化学家安德烈亚斯·西吉斯蒙德·马格拉夫首次从明矾中分离出氧化铝。几年后,拜耳法将被用来提取称为铝土矿的矿石。如今,90% 的氧化铝用于生产铝,但它也用作技术陶瓷,在耐温和热冲击方面具有非常有趣的特性。给您一个概念,氧化铝的熔点高于 2,000°C。该材料具有非常好的尺寸稳定性、耐磨性并且是良好的电绝缘体。其硬度与碳化钨相当。

提取后,氧化铝呈白色粉末(照片来源:Itaforte)

3D打印中的氧化铝

氧化铝是一种粉末,可用于多种工艺的增材制造。首先,粉末可以封装在塑料丝中,因此可用于FFF 3D 打印。一旦零件准备好,就需要经过脱脂和烧结阶段,以除去任何溶剂和塑料,同时巩固材料。还可以使用树脂增材制造——后处理步骤也是必要的,以获得具有有趣的化学和机械特性的最终部件。最后,我们可以提到粉末粘合:某些 3D 打印机与陶瓷兼容,包括氧化铝。请注意,氧化铝印刷涉及额外的后处理步骤,这可能会延长制造过程并增加生产限制。然而,一些市场参与者正在寻求尽可能地实现这部分的自动化。

准确地说,在玩家方面,我们可以引用 3D Ceram 甚至 Formlabs,它们提供与氧化铝兼容的树脂机器; Nanoe 开发了一种基于氧化铝或 Concr3de 的灯丝,提供了一系列基于粘合剂喷射技术的工业解决方案。目的并不是列举市场上的所有供应商,而只是为了表明在增材制造中使用氧化铝时有不同的选择。

可能的应用

正如您可以想象的那样,氧化铝对于许多需要耐高温或绝缘性能的行业(例如航空航天或能源)来说非常有趣。因此,我们将创建连接器盒、绝缘体、安装在电气组件上的零件等。借助增材制造,我们可以以较低的成本获得小批量产品,并根据需要进行定制。

使用 Formlabs Alumina 4N 3D 打印树脂设计的陶瓷研磨盘和刀具(照片来源:Formlabs)

3D 打印氧化铝还可以设计复杂的铸造型芯,从而缩短交货时间并降低整体模具价格。例如,我们可以想象带有内部通道的零件,以便更好地流动液体或空气,这种设计的复杂性很难通过更传统的制造工艺来实现。正如您所了解的那样,增材制造使得设计复杂且更高效的耐磨耐用的氧化铝零件成为可能。