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3D printing and additive manufacturing. 2024 Jun 18;11(3):e1246-e1256. doi: 10.1089/3dp.2022.0279 Q32.12025

Spark Plasma Sintering of Complex Metal and Ceramic Structures Produced by Material Extrusion

材料挤出成型的复杂金属和陶瓷结构的 Spark等离子体烧结 翻译改进

Riccardo Brucculeri  1, Lorenzo Airoldi  1, Primo Baldini  2, Barbara Vigani  3, Silvia Rossi  3, Simone Morganti  4, Ferdinando Auricchio  1, Umberto Anselmi-Tamburini  2

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作者单位

  • 1 Department of Civil Engineering and Architecture, Computer, and Biomedical Engineering, University of Pavia, Pavia, Italy.
  • 2 Department of Chemistry, Computer, and Biomedical Engineering, University of Pavia, Pavia, Italy.
  • 3 Department of Drug Sciences, Computer, and Biomedical Engineering, University of Pavia, Pavia, Italy.
  • 4 Department of Electrical, Computer, and Biomedical Engineering, University of Pavia, Pavia, Italy.

    • DOI: 10.1089/3dp.2022.0279 PMID: 39359585

    摘要 中英对照阅读

    Alternative approaches to laser fusion for the additive manufacturing (AM) of metals are often hampered by the need for long sintering cycles. Typical sintering cycles require heating at temperatures above 80% of the melting point for several hours. The process is time- and energy-consuming, particularly when high-melting materials are involved. Applying pressure can drastically reduce the time and temperature required for densification. Recently, a partic... ...点击完成人机验证后继续浏览

    在金属增材制造（AM）中，激光熔化以外的替代方法通常受到长时间烧结周期的需求限制。典型的烧结过程需要在高于材料熔点80%以上的温度下加热数小时。这个过程既耗时又耗能，尤其是在涉及高熔点材料的情况下更是如此。施加压力可以大大减少致密化所需的时长和温度。最近，一种称为火花等离子体烧结（SPS）或场辅助烧结（FAST）的特殊受压助烧结工艺因其能够增强致密化而在学术界和工业界引起了广泛关注。然而，传统的SPS/FAST技术无法直接应用于复杂几何形状物体的致密化。这项工作展示了如何通过修改后的SPS/FAST装置，在准等静压力模式下使用该设备进行脱脂和烧结由材料挤出工艺生产的对象。这种方法可以适用于金属、基于金属的复合材料以及陶瓷基复合材料，前提是这些材料的几何形状不包含封闭腔体。根据压力传递介质的不同特性，与致密化相关的体积减小可能会表现出某种程度的各向异性。然而，可以通过在打印过程中适当补偿烧结变形来轻松纠正这一点。采用这种方法后，脱脂和烧结所需的时间可以大大缩短。这代表了一种低成本、材料灵活性高且环境影响低的广泛无机材料增材制造替代方法。

    关键词：SPS；陶瓷；复合材料；材料挤出；金属；快速烧结。

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    期刊名：3d printing and additive manufacturing

    缩写：3D PRINT ADDIT MANUF

    ISSN：2329-7662

    e-ISSN：2329-7670

    IF/分区：2.1/Q3

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