3D打印耐火材料技术取得突破

国际金属加工网 2020年01月16日

3D打印技术是一项新兴的智能制造技术,其具有节约材料、降低成本、提高效率等优势,是目前制造业的发展趋势和重点研究领域。现阶段,3D打印技术在建筑、汽车医疗、军事和航空航天等领域均取得了一系列进展。但在耐火材料领域,对于3D打印技术的开发和应用,还处于空白。

近日,由南京理工大学和中钢集团洛阳耐火材料研究院组建的研究团队成功开发了一种可用于打印耐火材料的3D打印机和相应的3D打印耐火材料,进行了3D打印耐火材料工艺研究和材料性能测试。

3D打印耐火材料以耐火浇注料为基础,以铝酸盐水泥和不同粒径的矾土骨料为主要原材料,根据研究团队在3D打印方面的研究经验为指导,改进了现有的3D打印机,改变了耐火浇注料配合比,取得了良好的打印效果。

耐火材料3D打印机由进料系统、打印头、三维运动系统和控制系统组成,在软件控制下,根据数据模型进行自动打印成型。为提高打印过程的稳定性和连续性,改进了输送泵和打印头的设计,减少了打印缺陷的产生。通过视频监控实时观测打印层质量,并对打印结果进行反馈。

为了满足3D打印的要求,研究团队对耐火材料的配合比进行了一系列调整。加入了缓凝剂,提高了材料的可打印时间;使用触变润滑剂调节材料的流变性能,提高了材料的挤出性和堆积性;采用聚丙烯抗爆纤维增强耐火材料,提高了打印的连续性,避免材料在打印过程中断裂,同时提高了耐火材料的综合性能。

目前,进一步的研究工作正在有序进行。


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