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案例研究

对通过 ROBOCASTING 技术形成的陶瓷层进行几何测量

先进制造业, 增材制造, 未分类, 案例研究
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美国伍斯特理工学院创立于 1865 年,专注于应用科学和工程学的教学和研究。

借助 3D 光学轮廓仪 S neox 的共聚焦模式,我们成功地测量了印刷陶瓷零件,并且无需进行烧结

Robocasting 是用于陶瓷基材料的第一代挤出增材制造方法,可构建包含连续层的成品零件。它具有易于加工和经济实惠的优点,并且适用于多种材料。Robocasting 有望用于生产压电传感器、陶瓷晶格过滤器或陶瓷晶格结构,例如定制的骨植入物。

扫瞄式电子显微镜 (SEM) 等常规方法可以用于测量烧结零件上的一些几何信息,但是,印刷陶瓷层很难通过这些常规方法进行测量。
在这项研究中,研究人员使用了一台非接触式 3D 表面测量共聚焦显微镜(S neox,Sensofar,巴塞罗那)来测量单层陶瓷路径的高度和体积,以及双层印刷陶瓷零件的高度。

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图 1.a) 单层路径,长度为 20 毫米,相邻路径之间的间隙为 2 毫米。 b) 双层印刷,长度为 20 毫米,相邻路径之间的间隙为 2 毫米
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图 2.单层图案示意图
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图 3.测量双层零件高度的实验示意图

使用放大 5 倍的连续共焦模式研究单层路径。类似地,使用放大 5 倍的连续共焦模式和对 9 个视场的扩展测量来研究双层零件。

图 4 至 7 所示,研究人员为每个图案收集了 11 个具有高度、宽度和面积信息的横截面。计算并分析了平均值。每个单层路径的体积也由平均长度和横截面积计算得出。

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图 4.在 S neox 共聚焦模式下以 5 倍放大倍数测量的 Robocasting 陶瓷单层图案的表面形貌。
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图 5.在聚焦模式下以 5 倍放大倍数测量的 Robocasting 陶瓷单层图案的 2D 轮廓
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图 6.在 S neox 共聚焦模式下以 5 倍放大倍数测量的 Robocasting 陶瓷双层图案的表面形貌
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图 7.在聚焦模式下以 5 倍放大倍数测量的 Robocasting 陶瓷双层图案的 2D 轮廓

借助 3D 光学轮廓仪 Sensofar S neox 的共聚焦模式,我们成功地测量了印刷陶瓷零件的几何参数,且无需进行烧结。因为避免了烧结过程的影响,这些尺寸可以作为数据库,用于预测和提高自动 Robocasting 过程的准确性。

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