De niet aflatende drang naar hogere prestaties in geavanceerde industrieën zoals halfgeleiderfabricage en lucht- en ruimtevaart creëert een ongekende vraag naar keramische componenten die ingewikkelde geometrieën combineren met extreme duurzaamheid. Een belangrijke doorbraak in 3D-printtechnologie van een toonaangevend Chinees onderzoeksinstituut effent nu de weg voor een nieuw tijdperk in de maatwerkproductie van siliciumcarbide (SiC) keramiek, een materiaal dat cruciaal is voor toepassingen van de volgende generatie.
De industriële uitdaging: beperkingen van traditionele fabricage
Siliciumcarbide keramiek wordt gewaardeerd om zijn uitzonderlijke hardheid, uitstekende thermische stabiliteit en superieure thermische geleidbaarheid, waardoor het een ideaal materiaal is voor kerncomponenten zoals wafer stages in lithografietools en dragers in fotovoltaïsche verwerkingsapparatuur. De inherente hardheid en brosheid maken het echter extreem moeilijk en kostbaar om complexe, monolithische onderdelen te produceren via traditionele subtractieve bewerking. Dit is een belangrijke bottleneck geweest die de bredere toepassing ervan in high-end apparatuur beperkt.
De technologische doorbraak: een hybride aanpak om krimp en prestatiehindernissen te overwinnen
Om deze kernuitdaging aan te pakken, heeft een onderzoeksteam van het Shanghai Institute of Ceramics, Chinese Academy of Sciences, met succes een innovatief hybride fabricageproces ontwikkeld. Deze techniek integreert op ingenieuze wijze Material Extrusion (MEX) 3D-printen, Precursor Infiltration and Pyrolysis (PIP), en Drukloos Solid-Phase Sinteren.
Conventioneel 3D-geprint SiC-keramiek lijdt vaak aan sinterkrimp van meer dan 20%, wat leidt tot vervorming en scheuren van onderdelen. De nieuwe technologie introduceert en transformeert een speciale precursor in het geprinte poreuze groene lichaam, waarbij een nano-schaal siliciumcarbide ondersteuningsskelet in het materiaal wordt geconstrueerd. Deze cruciale stap vermindert de lineaire sinterkrimp drastisch van een typische 21,71% tot slechts 6,38%, waardoor de dimensionale nauwkeurigheid en vormgetrouwheid van de eindcomponent aanzienlijk worden verbeterd.
Cruciaal is dat dit proces de vorming van laag smeltende vrije siliciumfasen volledig vermijdt, een veelvoorkomend bijproduct dat de prestaties bij hoge temperaturen ernstig beperkt. Het resulterende siliciumcarbide keramiek vertoont opmerkelijke hoge buigsterkte van ongeveer 357 MPa, zelfs bij een extreme temperatuur van 1500°C, naast een hoge thermische geleidbaarheid van 165,76 W·m⁻¹·K⁻¹. Dit voldoet perfect aan de strenge eisen van industrieën zoals de halfgeleiderfabricage voor componenten die bestand moeten zijn tegen hoge temperaturen en efficiënt warmte moeten afvoeren.
Implicaties: het bieden van een fundamentele technologie voor industriële vooruitgang
Gepubliceerd in het prestigieuze internationale tijdschrift Additive Manufacturing, vertegenwoordigt deze doorbraak een full-chain innovatie van materiaalkunde tot procestechniek. Het maakt de precisieproductie van complexe hoogwaardige keramische structuren een praktische realiteit, en biedt een robuuste technologische basis voor de autonomie en upgrading van de wereldwijde high-end apparatuurproductiesector.
Over DAYOO ADVANCED CERAMIC
DAYOO ADVANCED CERAMIC CO., LTD. opereert aan de frontlinie van geavanceerde keramische technologie. Wij zijn gespecialiseerd in R&D en de productie van hoogwaardige precisiekeramiek, waaronder Zirkoniumoxide (ZrO₂), Aluminiumoxide (Al₂O₃), Siliciumcarbide (SiC) en Siliciumnitride (Si₃N₄). Met een scherp inzicht in trends in de industrie en continue technologische investeringen, streven we ernaar onze wereldwijde klanten te voorzien van hoogwaardige, op maat gemaakte keramische oplossingen. We werken samen met onze klanten om innovatie te stimuleren in meerdere geavanceerde gebieden, van medische technologie tot halfgeleiderfabricage.
Uw bericht moet tussen de 20-3.000 tekens bevatten!
