金属でもプラスチックでもない無機質の材料、それがセラミックです。
超高熱に耐える、薬品による腐食に強い、基本的に絶縁体であることなど、
その機能の高さから産業分野でも幅広く使用されています。
Formlabsの光造形機「Form 4」の材料ラインナップには
セラミックの材料「Alumina 4N V1」があり、3Dプリントを行ってみました。
ここまで、セラミックモデルを作るべく
3Dプリント → 仕上げ → 1次焼成（脱脂）→ 2次焼成（焼結）
と実際の流れを紹介してきましたが、これらを通じてわかった目にわかる変化が、
①サイズがひとまわり小さくなり、②表面の質感がきめ細かく滑らかになっていったということです。
【実際の寸法変化（ｍｍ）】
これは、成形時に含まれていた余分な成分（水・バインダー樹脂）が抜け落ち、残ったセラミック粒子同士が熱によって融合（焼結）して隙間（気孔）が潰れるためです。
この原理は工業用セラミックスも同じメカニズムです。
では3Dプリントのセラミックモデルも同等の品質を発揮しているのか、検証してみました。
1．CTスキャンして内部を確認
まずは中身がどう変化したのかを確認するため、X線CTスキャンを使います。
焼成前と2次焼成後のモデル画像を比較してみました。
＜焼成前＞
＜2次焼成後＞
はい、皆様お気づきの通り…残念ながら画像だけでは明確な違いがわかりませんでした。
2. 密度の変化を確認
ただ、CTスキャンの機能として各モデルの体積を確認することができました。
そこからプリントモデルの実際の密度を算出します。
乾燥と焼成を重ねるたびに密度が高くなり、
最終的には3.851ｇ/㎤、99％アルミナの密度3.8ｇ/㎤と同等の数値となっていることがわかりました。
まとめ
アルミナをはじめとするファインセラミックスは強度が高く様々な用途に利用されていますが、今回の検証
では3Dプリントのアルミナモデルも緻密で非常に硬いことが垣間見える結果となりました。
デモやベンチマーク、受託造形のご依頼も承っていますので、
「こんな形状はプリントできる？」など気になることがあればぜひお気軽にお問い合わせください！
※今回使用したSLA方式3Dプリンタ「Form 4」の詳細はこちら↑↑
極める！ ３Dプリント研究所をもっと見る
購読すると最新の投稿がメールで送信されます。