แรงผลักดันอย่างไม่หยุดยั้งเพื่อประสิทธิภาพที่สูงขึ้นในอุตสาหกรรมที่ทันสมัย เช่น การผลิตเซมิคอนดักเตอร์และอวกาศ กำลังสร้างความต้องการที่ไม่เคยมีมาก่อนสำหรับส่วนประกอบเซรามิก ที่รวมรูปทรงที่ซับซ้อนเข้ากับความทนทานสูงสุด การ ก้าวกระโดดทางเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ ที่สำคัญจากสถาบันวิจัยชั้นนำของจีนกำลังปูทางไปสู่ยุคใหม่ในการผลิตเซรามิกซิลิกอนคาร์ไบด์ (SiC) แบบกำหนดเอง ซึ่งเป็นวัสดุที่สำคัญสำหรับการใช้งานในยุคหน้า
ความท้าทายของอุตสาหกรรม: ข้อจำกัดของการผลิตแบบดั้งเดิม
เซรามิกซิลิกอนคาร์ไบด์เป็นที่ต้องการสำหรับ ความแข็งแกร่งเป็นพิเศษ เสถียรภาพทางความร้อนที่โดดเด่น และการนำความร้อนที่ดีเยี่ยม ทำให้เป็นวัสดุในอุดมคติสำหรับส่วนประกอบหลัก เช่น ขั้นตอนเวเฟอร์ในเครื่องมือการพิมพ์หินและตัวนำในอุปกรณ์ประมวลผลเซลล์แสงอาทิตย์ อย่างไรก็ตาม ความแข็งและความเปราะบางโดยธรรมชาติทำให้ การผลิตชิ้นส่วนที่ซับซ้อนและเป็นเนื้อเดียวกันผ่านการตัดเฉือนแบบลบแบบดั้งเดิมนั้นทำได้ยากและมีค่าใช้จ่ายสูงมาก นี่เป็นคอขวดที่สำคัญที่จำกัดการนำไปใช้อย่างแพร่หลายในอุปกรณ์ระดับไฮเอนด์
ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี: แนวทางแบบไฮบริดเพื่อเอาชนะอุปสรรคในการหดตัวและประสิทธิภาพ
เพื่อแก้ไขความท้าทายหลักนี้ ทีมวิจัยจากสถาบันเซรามิกเซี่ยงไฮ้ สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งประเทศจีน ได้พัฒนา กระบวนการผลิตแบบไฮบริด ได้สำเร็จ เทคนิคนี้ผสานรวมอย่างชาญฉลาด การพิมพ์ 3 มิติแบบ Material Extrusion (MEX), การแทรกซึมสารตั้งต้นและการสลายตัวด้วยความร้อน (PIP) และ การเผาผนึกเฟสของแข็งแบบไม่ใช้แรงดัน.
เซรามิก SiC ที่พิมพ์ด้วย 3 มิติแบบเดิมมักประสบปัญหาการหดตัวจากการเผาผนึกเกิน 20% ซึ่งนำไปสู่การบิดเบือนและรอยร้าวของชิ้นส่วน เทคโนโลยีใหม่นี้แนะนำและเปลี่ยนสารตั้งต้นพิเศษภายในตัวเครื่องสีเขียวที่มีรูพรุนที่พิมพ์ออกมา สร้างโครงร่างรองรับซิลิกอนคาร์ไบด์ระดับนาโนภายในวัสดุ ขั้นตอนสำคัญนี้ช่วยลดการหดตัวจากการเผาผนึกเชิงเส้นจาก 21.71% เหลือเพียง 6.38% อย่างมาก ช่วยปรับปรุง ความแม่นยำของมิติและความเที่ยงตรงของรูปร่าง ของส่วนประกอบสุดท้าย
ที่สำคัญ กระบวนการนี้ หลีกเลี่ยงการก่อตัวของเฟสซิลิกอนอิสระที่มีจุดหลอมเหลวต่ำโดยสิ้นเชิง ซึ่งเป็นผลพลอยได้ทั่วไปที่จำกัดประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูงอย่างรุนแรง เซรามิกซิลิกอนคาร์ไบด์ที่ได้แสดงให้เห็นถึง ความแข็งแรงในการดัดงอที่น่าทึ่งประมาณ 357 MPa แม้ที่อุณหภูมิสูงถึง 1500°C ควบคู่ไปกับการนำความร้อนสูงถึง 165.76 W·m⁻¹·K⁻¹ ซึ่งตรงตามข้อกำหนดที่เข้มงวดของอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การผลิตเซมิคอนดักเตอร์สำหรับส่วนประกอบที่ต้องทนต่ออุณหภูมิสูงและกระจายความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ
นัยยะ: การจัดหาเทคโนโลยีพื้นฐานสำหรับการพัฒนาอุตสาหกรรม
ตีพิมพ์ในวารสารนานาชาติที่มีชื่อเสียง Additive Manufacturing ความก้าวกระโดดนี้แสดงถึงนวัตกรรมแบบครบวงจรตั้งแต่ด้านวิทยาศาสตร์วัสดุไปจนถึงวิศวกรรมกระบวนการ ทำให้ การผลิตโครงสร้างเซรามิกประสิทธิภาพสูงที่ซับซ้อนได้อย่างแม่นยำ เป็นความจริงในทางปฏิบัติ โดยนำเสนอรากฐานทางเทคโนโลยีที่แข็งแกร่งสำหรับการทำงานอัตโนมัติและการยกระดับภาคการผลิตอุปกรณ์ระดับไฮเอนด์ระดับโลก
เกี่ยวกับ DAYOO ADVANCED CERAMIC
DAYOO ADVANCED CERAMIC CO., LTD. ดำเนินงานในระดับแนวหน้าของเทคโนโลยีเซรามิกขั้นสูง เราเชี่ยวชาญด้านการวิจัยและพัฒนาและการผลิตเซรามิกที่มีความแม่นยำสูง รวมถึง เซอร์โคเนีย (ZrO₂), อลูมินา (Al₂O₃), ซิลิกอนคาร์ไบด์ (SiC) และซิลิกอนไนไตรด์ (Si₃N₄) ด้วยความเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับแนวโน้มของอุตสาหกรรมและการลงทุนด้านเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่อง เรามุ่งมั่นที่จะมอบโซลูชันเซรามิกที่ปรับแต่งได้คุณภาพสูงแก่ลูกค้าทั่วโลก เราเป็นพันธมิตรกับลูกค้าของเราเพื่อขับเคลื่อนนวัตกรรมในหลากหลายสาขาที่ทันสมัย ตั้งแต่เทคโนโลยีทางการแพทย์ไปจนถึงการผลิตเซมิคอนดักเตอร์
