استفاده از فناوری چاپ سه بعدی در تولید سرامیک و چینی بهداشتی

چاپگرهای سه بعدی را می توان تجهیزاتی دانست که با کمک آن ها می توان تصاویر سه بعدی موجود در کامپیوتر را از مواد مختلف و متناسب با نیاز مانند انواع مواد زیستی، خوراکی، فلزات، سیمان، مصالح ساختمانی، الیاف و ... تهیه کرد. تفاوت اصلی چاپگرهای خانگی و صنعتی در صافی سطح، دقت ابعادی و همچنین تنوع متریال های قابل استفاده در قطعه خروجی آن ها است.

برخی از پرینترهای سه بعدی بر پایه پودر (نایلون، پلاستیک، سرامیک و فلز) هستند که با استفاده از یک منبع حرارت نوری (لیزر) ذوب شده و سپس جامد شده و به شکل نمونه مورد نظر در می آید. در برخی دیگر از پرینترهای سه بعدی، رزین های پلیمری با استفاده از لیزر لایه به لایه سفت و سخت شده و شکل جامد به خود می گیرند.

در فن ساخت سرامیک به طور معمول ماده خام بر اثر حرارت پخته شده و فرم می‌گیرد و خاک رس مرسوم‌ترین ماده می‌باشد. برای چاپ سرامیک به پرینتر سه بعدی خاص و با اکسترودر (نازل) متفاوت نیاز است که اصطلاحا Clay Extruder نامیده می شود و قطعه پس از چاپ (Green Object) باید در کوره نیز حرارت ببیند.

تولید و استفاده از انواع مواد افزودنی در صنعت سرامیک به ویژه در چند سال اخیر رشد قابل توجهی داشته است. حتی در صنایع فلزی نیز نشانه هایی از کاربرد این مواد مشاهده می شود که فراتر از تخیل بوده و در مقیاس واقعی برنامه ریزی و اجرا شده است. برای این که دلیل استفاده از تکنولوژی چاپ سه بعدی با کمک مواد افزودنی بهتر درک شود، باید واقعیت های زیر مورد بررسی قرار گیرد:

• با کمک این تکنولوژی نمونه واقعی و آزمایشگاهی بسیار ساده تر و با هزینه های کمتری تولید شده است.

• امکان تولید در مقیاس کم و به صورت اختصاصی وجود دارد.

• امکان تولید قطعات پیچیده و با شکل های جدید، همچنین امکان تغییر در شکل محصول وجود دارد.

صنایع تولید مواد افزودنی تا حدی پیشرفت کرده اند که حتی در صنعت تولید کاشی و سرامیک نیز استفاده از ایده پرینترهایی که لعاب را با پاشش اعمال می کنند و نسل جدیدی از چاپگرهای سه بعدی هستند، مطرح شده است.

در زمینه چینی بهداشتی نیز دو تکنیک تولیدی وجود دارد. برای استفاده بهینه از تکنولوژی چاپ سه بعدی باید بتوان با کمک مواد افزودنی هر ماده ای را با بالاترین دانسیته، جزییات ظاهری قابل قبول، و سرعت منطقی خط تولید، ساخته و تبدیل به قطعه مورد نظر نمود. در مقایسه با سرامیک های مهندسی و روش های شکل دهی فلزات به هر نحوی، سرامیک هایی که از سیلیکات های زجاجی تهیه شده اند (مانند چینی بهداشتی و چینی مظروف) دارای مزایایی هستند که  می تواند دلیل موجهی برای استفاده از آن ها با کمک این تکنیک باشد. برخی از این مزایا عبارتند از:

• استفاده از مواد رسی در تهیه این سرامیک ها سبب می شود که قطعه قابلیت شکل گیری با روش های ساده و معمول را داشته و دارای استحکام لازم در سیستم حذف چسب باشد. با این روش مشکلات فرایندی سرامیک های مهندسی از بین می رود.

• قطعات سیلیکات زجاجی در طی فرایند پخت با توجه به ایجاد فاز شیشه ای مذاب، خود به خود به دانسیته بالا می رسند، لذا دلیلی برای ایجاد تراکم خیلی زیاد در شکل دهی حالت خام  آنها با کمک ابزار های هیدرولیک گران قیمت و پیچیده وجود ندارد.

• این قطعات معمولا بعد از شکل دهی لعاب خورده و پخته می شوند پس لعاب خواص سطحی نهایی قطعه را تأمین کرده و ناصافی ها و مشکلات احتمالی قطعه را خواهد پوشاند.

منبع: مجله گزیده دنیای سرامیک

برچسب‌ها: صنعت سرامیک , لعاب زنی , چاپ سه بعدی سرامیک , سرامیک های مهندسی , استفاده از افزودنی ها در صنعت چاپ سه بعدی بال کلی در صنعت کاشی و سرامیک...