DLP 3D ПЕЧАТЬ КОРУНДОВОЙ КЕРАМИКИ: РАЗРАБОТКА ТЕМПЕРАТУРНО-ВРЕМЕННЫХ РЕЖИМОВ ОБЖИГА И ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПЕЧЕННОЙ КЕРАМИКИ, ПОЛУЧЕННОЙ АДДИТИВНЫМ МЕТОДОМ

В работе показано применение проекционной стереолитографической 3D-печати методом цифровой световой обработки (DLP) для получения изделий из корундовой керамики марки ВК-95-1. Для DLP 3D-печати использовалась фотополимерная керамическая суспензия с 70 масс. % керамического порошка марки ВК-95-1. На основе данных термогравиметрического (ТГ) и дифференциального сканирующего калориметрического (ДСК) анализов разработаны температурные режимы удаления связующего (дебиндинга) и спекания. Показано, что ступенчатый дебиндинг со скоростью нагрева 0,4…0,5 °C/мин и выдержками при 300, 375 и 470 °C, а также последующее спекание при 1600 °C обеспечили достижение относительной плотности до 95 % от теоретической (3,47 ± 0,02 г/см³). Водопоглощение составило 0,69 ± 0,19 %, что свидетельствует о преобладании в спеченной керамике закрытой пористости. Предел прочности при трёхточечном изгибе спечённых образцов варьировался от 180 до 250 МПа в зависимости от ориентации слоёв относительно вектора нагружения: максимальные значения (250 ± 30 МПа) были зафиксированы при воздействии нагрузки вдоль оси печати, демонстрируя характерную для аддитивных технологий анизотропию свойств. Твёрдость по Виккерсу составила 850 ± 25 HV. Согласно результатам микроструктурного анализа установлено, что разработанный режим термообработки обеспечивает полное удаление полимерного связующего и получение спеченной керамики с равномерным распределением зерен по размерам, со средним размером зерна 5,1 мкм. Таким образом, совокупность полученных результатов подтверждает применимость рассмотренного аддитивного метода для формирования сложной геометрии изделий из корундовой керамики ВК-95-1.