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Novità nella stampa 3D di ceramica: alumina-toughened zirconia (ATZ)

Le ceramiche tecniche stanno diventando sempre più popolari, anche se non ancora certificate per l’uso nel cavo orale. Grazie alle loro eccellenti proprietà, le ceramiche possono sostituire i metalli o i polimeri in molti settori. Le ceramiche tecniche più utilizzate sono l'ossido di alluminio e il biossido di zirconio. La ricerca di nuovi materiali nel campo della produzione additiva è costante. Il nostro reparto interno di ricerca e sviluppo testa i nuovi materiali da inserire nel mercato confrontandoli con altri prodotti simili. In questo modo abbiamo un vantaggio in termini di conoscenze utilizzate come fornitore di servizi di produzione per essere in grado di offrire materiali innovativi già in una fase iniziale. È il caso anche dell'ATZ (alumina-toughened zirconia), che ora può essere selezionato e ordinato sulla nostra pagina degli ordini per la prototipazione rapida. Scopri di più sulla zirconia rinforzata con ossido di alluminio in questo articolo e confrontala con la zirconia convenzionale.

Vantaggi della ceramica tecnica

Soprattutto la combinazione di elevatissima forza, durezza e resistenza alla temperatura, alla corrosione e agli agenti chimici rende la ceramica tecnica un'alternativa migliore e più duratura rispetto ai metalli o ai polimeri. Le possibilità della produzione additiva consentono inoltre di eliminare le limitazioni legate alla produzione.

Alta precisione con i processi LCM di Lithoz

Nella produzione additiva di ceramica tecnica, CADdent si affida al processo LCM (Lithography-based Ceramic Manufacturing) di Lithoz GmbH, leader di mercato nella stampa 3D di ceramica basata sulla litografia.

Keramik 3D-Drucker

Stampa 3D di ceramica con il processo LCM

In questo processo si applica un impasto - una miscela di polimero liquido e particelle ceramiche molto fini - su un vassoio trasparente. Si immerge questa piastra nella vasca con la parte di formazione verso il basso e un modulo LED illumina l'immagine stratificata con luce blu dal basso. Il materiale viene polimerizzato selettivamente mediante fotopolimerizzazione nei punti corrispondenti in cui devono essere creati i componenti o le strutture di supporto. In questo modo si crea un legame con lo strato precedente o, nel caso del primo strato, con la piastra di costruzione. Così si realizzano i componenti desiderati pezzo per pezzo. Questi cosiddetti corpi grezzi devono poi essere separati e sinterizzati. In questo processo termico successivo, il calore scioglie il componente polimerico e allo stesso tempo sinterizza il componente ceramico per formare una ceramica densa.

LCM process

Illustrazione del processo LCM (Fig.: Lithoz GmbH)

Vantaggi della tecnologia LCM

Dopo il post-processo termico, i componenti ceramici prodotti in modo additivo raggiungono una densità teorica superiore al 99% e hanno una qualità superficiale inferiore a 1,0 µm. La tecnologia LCM sviluppata da Lithoz garantisce la produzione di strutture molto complesse con assoluta precisione e massima risoluzione. Ad esempio, dall'ossido di alluminio si possono produrre spessori di parete di 0,15 mm e fori passanti con un diametro di 0,15 mm. È possibile ottenere tolleranze inferiori a 50 µm.

Che cos'è l'ATZ?

La ceramica a ossidi misti ATZ (alumina-toughened zirconia) è costituita in gran parte - circa l'80% - da biossido di zirconio. Questo è rinforzato con una frazione di circa il 20% di ossido di alluminio. Ciò consente di bilanciare i rispettivi svantaggi e di combinare i vantaggi di entrambi i materiali.

Bauteile aus Alumina-toughened zirconia (ATZ)

Alumina-toughened zirconia (ATZ) vs. zirconia

L'ATZ è leggermente più duro e leggero della zirconia puro, grazie al suo contenuto di ossido di alluminio. A causa dell'elevato contenuto di zirconio, l'ATZ, come la zirconia, ha una conducibilità termica molto bassa. Quando si stampa in 3D con l'ATZ, è possibile realizzare con maggiore precisione spessori di parete (0,15 mm) e di canali inferiori grazie a una maggiore risoluzione degli strati. Inoltre, con l'ATZ è possibile realizzare pareti molto più spesse rispetto all'ossido di zirconio prodotto in modo additivo. Quando si stampa l'ossido di zirconio in 3D, c'è il rischio di crepe durante il post-processo termico anche con spessori di parete superiori a un millimetro. Al contrario, con la stampa 3D dell'ATZ è possibile produrre spessori di parete di oltre dieci millimetri, a seconda della geometria. Il motivo è il degassamento più semplice durante il deceraggio termico, ovvero la combustione del contenuto polimerico. Poiché il processo di produzione della stampa 3D con ATZ presenta un minor rischio di errori, questo prodotto può essere offerto a un prezzo inferiore rispetto alla stampa 3D di zirconia.

Come ordinare componenti in alumina-toughened zirconia (ATZ)

Siamo orgogliosi di ampliare la nostra gamma di materiali per la prototipazione rapida nel campo della ceramica e di poter offrire l'ATZ oltre all'ossido di alluminio e allo zirconio. È sufficiente caricare il tuo oggetto 3D come file STL nell'area di caricamento della prototipazione. Nella panoramica dei materiali potrai vedere direttamente i prezzi e i tempi di consegna corrispondenti, che sono individuali a seconda del componente e del materiale desiderato. Saremo lieti di produrre per te un tuo ordine!

CONCLUSIONE

L'ATZ presenta numerosi vantaggi rispetto alla zirconia, motivo per cui è in grado di sostituirla in molte applicazioni industriali come quelle aerospaziali, elettrotecniche e automobilistiche. Come fornitore di servizi di produzione innovativi nella stampa 3D e nella fresatura di varie ceramiche, metalli e plastiche, CADdent mette a tua disposizione tutte le sue conoscenze e la propria esperienza anche sui nuovi materiali come l‘ATZ.