3D-друк поруватих виробів зі скла за технологією робокастинг

Анотація

Комплексно досліджено 3D-друк поруватих виробів зі скла SiO₂–Al₂O₃–Fe₂O₃–MgO–CaO–Na₂O із застосуванням технології робокастинг. Встановлено особливості приготування паст на основі скла з желатином чи агар-агаром для 3D-друку та розроблено рекомендації щодо друку поруватих виробів зі скла на принтері “ZMORPH 3D printer”, обладнаному модулем для екструзії керамічної пасти. Експериментальним шляхом відпрацьовано методику приготування пасти складу скло/желатин та скло/агар-агар для 3D-друку. Досліджено суміш із різним вмістом кількості желатину або агар-агару, скла та води, а також визначено умови їх зберігання з моменту змішування компонентів пасти до моменту їх заправки в 3D-принтер. Підібрано оптимальні параметри 3D-друку в програмі “Voxelizer Software” для 3D-принтера “ZMORPH 3D printer” з екструдером керамічної пасти. Запропоновано модифікацію керамічного модуля для друку пастами. Досліджено процес термообробки при температурі 160 і 260 °С та спікання при 600–650 °С надрукованих зразків. Шляхом експериментального підбору оптимального температурного режиму та часу витримки виявлено температурний поріг, під час якого проходить спікання порошкового скляного матеріалу без переходу у розплавлений стан. Після термообробки отримано зразки скла складної форми, поруватість яких досягає 49%. Досліджено механічні властивості поруватих зразків зі скла після спікання та їхню мікроструктуру. Стійкість до зносу та руйнування зразків досліджували методом повторного багатократного дряпання конічним алмазним індентором.