شبكة نحاسية بالبلمرة الضوئية

من الصعب تحقيق الهياكل المعدنية المعقدة مثل الشبكات، والتجاويف الداخلية، والجدران الرقيقة بشكل شبه شبكي باستخدام الآلات التقليدية أو تعدين المساحيق؛ المضافات المعدنية مثل ذوبان الليزر الانتقائي تفرض أيضًا متطلبات عالية على المعدات والجو الوقائي. تعمل الطباعة ثلاثية الأبعاد المعالجة بالضوء DLP على تحويل المسحوق المعدني إلى ملاط ​​حساس للضوء، وكشفه وتصلبه طبقة بعد طبقة، ثم إزالة الشحوم منه وتلبيده. يمكنها تحقيق تشكيل شبه شبكي للأجزاء المعدنية المعقدة للغاية. ومع ذلك، فإن المعالجة الضوئية للملاط المعدني بحد ذاتها تواجه صعوبات كبيرة ولا يمكن مقارنتها بتلك الخاصة بأكسيد السيراميك.

تستخدم هذه الحالة بنية شبكية قائمة على النحاس كمثال لتوضيح عملية الطباعة الحقيقية للمعالجة بالضوء DLP وتحليل العديد من الصعوبات الرئيسية. تتم طباعة العينة باستخدام ADT Ceram-D-D96.

الشكل 6 · طابعة DLP مكتبية ADT Ceram-D-D96.

هندسة العينة

وتشمل العينات في هذه الحالة نوعين: كتل شبكية مكعبة وعينات أسطوانية. يتم ترتيب المكعبات بشكل متكرر بواسطة وحدات شبكية دورية لتكوين شبكة شاملة من خلال الفتحات، ويكون لسطح العينة الأسطوانية نسيج شبكي منتظم. يمكن التحكم في حجم الوحدة وفترة الملمس وكثافة الترتيب لنوعي العينات من خلال النموذج. يمكن إعادة كتابة الهيكل عن طريق تغيير النموذج دون إعادة فتح القالب أو تصميم الأدوات، مما يعكس تمامًا حرية التصميم للطباعة ثلاثية الأبعاد لمسحوق النحاس بالمعالجة الضوئية على الأجزاء المعدنية المعقدة.

تحديات البلمرة الضوئية لمسحوق النحاس

الصعوبة الأولى مع مسحوق النحاس هي استقرار الملاط. كثافة النحاس أعلى بكثير من كثافة الألومينا، ويستقر بسرعة في الراتنج. لقمع الترسيب، يجب زيادة لزوجة الملاط، ولكن اللزوجة العالية سوف تسحب الترابط بين مواد الرصف والطبقات. يكون التناقض بين المحتوى الصلب العالي واللزوجة المنخفضة أكثر حدة في مسحوق النحاس منه في سيراميك الأكسيد.

ويشكل المستوى البصري أيضًا المستوى. يمتلك مسحوق النحاس انعكاسًا قويًا وتشتتًا لضوء التعرض، مما يجعل من الصعب على الفوتونات أن تخترق بعمق في الملاط. عمق المعالجة محدود، ويتطلب جرعة تعرض أعلى، ومن الصعب التحكم في تجانس المعالجة بين الطبقات العميقة وبين الطبقات.

خلال مرحلة التلبيد، يتم فرض الانكماش الكبير للنحاس وقابليته للأكسدة على العقبة النهائية. إن انكماش سلك النحاس واضح، والقضبان الشبكية الرفيعة من السهل أن تنهار وتتشوه تحت ضغط الانكماش؛ ويتأكسد النحاس بسهولة عند درجات حرارة عالية ويجب تلبيده في جو مختزل (H₂/N₂) أو فراغ. من الواضح أن هذا المطلب أكثر صرامة من متطلبات سيراميك الأكسيد المقاوم للأكسدة بطبيعته. هذه الخصائص المتأصلة لمسحوق النحاس هي التي تجعل الطباعة بالمعالجة الضوئية أكثر صعوبة من أنظمة السيراميك التقليدية.

عينات الأجسام الخضراء

يتم تنظيف الجسم الأخضر المطبوع بمذيب لإزالة الملاط المتبقي على السطح ثم يتم تخزينه في بيئة جافة. ويمكن ملاحظة في الصورة أن هيكل العينة مكتمل ولا يوجد أي عيوب في الطباعة مثل الشقوق أو انفصال الطبقات.