AGC Ceramics 和 voxeljet 开发新型3D打印陶瓷 Brightorb

2021年6月17日，南极熊获悉，日本陶瓷专家AGC Ceramics Co. , Ltd ( AGCC ) 和voxeljet AG对高性能陶瓷材料 Brightorb 进行了 3D 打印。除了在结构部件和艺术品生产中的潜在应用外，该材料还特别适合用于3D打印金属铸造的高度复杂的模具和型芯。

Brightorb 是在 VX1000 上开发的，构建体积为 1000 x 600 x 500 毫米。一层一层的将陶瓷颗粒与无机粘合剂粘合在一起，堆叠成型。新型陶瓷材料的目标应用包括用于砂型和熔模铸造的高性能型芯、陶瓷过滤器、结构部件以及艺术和产品设计。

AGC Ceramics 和 voxeljet 开发新型3D打印陶瓷 Brightorb

△AGCC和voxeljet密切合作，专门针对Brightorb材料量身定制了VX1000 3D打印机

Brightorb牌陶瓷材料由球状砂组成，主要成分为80%氧化铝(Al2O3) 、10%氧化锆(ZrO2) 、 9%氧化硅(SiO2)、矿物刚玉、斜锆石和各种水泥。在 3D 打印过程中， 构建平台中堆叠Brightorb，平均粒度为 50 μm，层厚为 100 μm，并选择性地与无机粘合剂粘合。

无机粘合剂的特点是高环境相容性，在成型过程中只产生水蒸气。这极大地改善了铸造厂的环境和工作条件。为了终端应用的打印陶瓷，打印组件需要用二氧化硅基液体进行浸渍，然后在烧结炉中烧制以获得最终强度。大部分未打印的粉末可以再加工、回收，并重复用到打印过程中。

AGC Ceramics 和 voxeljet 开发新型3D打印陶瓷 Brightorb

△使用 Brightorb 3D打印的熔模铸造芯在化学稳定性、耐热性、导热性和低热膨胀方面具有独特的优势

“长期以来，我们注意到客户对日益复杂几何形状零件的需求不断增长，”voxeljet 首席执行官 Ingo Ederer 博士解释说。“3D 打印几何自由的巨大优势在于，几何调整可以显著优化发动机或涡轮叶轮的效率和有效性。如此复杂的部件仍然可以使用传统的成型工艺生产，这是很少见的。通过与 AGCC 的密切合作，我们能够优化使用陶瓷粉末的 VX1000设备，使其非常适合具有挑战性的金属铸造需求。无论是强度还是表面质量。

AGC Ceramics 和 voxeljet 开发新型3D打印陶瓷 Brightorb

△除了工业技术应用，Brightorb 还可用于设计，如瓷砖或其他装饰元素和商品

例如，3D 打印陶瓷用作熔模铸造工艺的核心，以便在铸件中重现复杂的细丝腔。在这个过程中，花丝芯与传统的蜡模相结合。在铸造前烧掉。剩下的是一个空心陶瓷模具，其中仍然插入了打印芯。然后将熔融金属倒入模具中。冷却后，移除模具和型芯。

该工艺可以在涡轮叶片中集成内部冷却通道，从而提高涡轮效率，并减少停机时间。

AGC Ceramics 和 voxeljet 开发新型3D打印陶瓷 Brightorb

AGCC 增材制造总监 Ushimaru 先生也很满意：“Brightorb 是一种高性能陶瓷，由于高化学稳定性、耐热性、导热性和低热膨胀性，非常适合金属铸造。我们能够以这样的方式优化材料应用，使得在 1,400°C 的下游烧结过程中打印零件的收缩系数小于 1%。这意味着这些组件也适用于花丝芯设计。由于具有高耐火性，因此可以铸造熔点超过 1,600°C 的合金。总体而言，陶瓷发挥重要作用的材料，已经实现3D打印的制造方式

Brightorb 在德国巴伐利亚州弗里德贝格的 voxeljet 材料认证实验室获得了认证。粉末由 AGCC 开发，并与 voxeljet 合作适用于 3D 打印。Brightorb 将于 2021 年 7 月起开始商业化销售，用于3D打印系统和按需制造服务。