Аддитивное производство металлических и керамических компонентов методом экструзии материалов с использованием высоконаполненных полимеров: обзор и перспективы развития

Аддитивное производство (АП) представляет собой изготовление реальных трехмерных объектов из металлов, керамики или пластмасс путем послойного добавления материала. Существует несколько разновидностей АП; среди них экструзия материалов (ЭМ) является одним из наиболее универсальных и широко применяемых методов. При аддитивном производстве методом экструзии материалов (АПЭМ) расплавленные или вязкие материалы проталкиваются через отверстие и избирательно наносятся в виде нитей, формируя уложенные друг на друга слои и, в конечном итоге, трехмерный объект. Обычно для АПЭМ используют термопластичные полимеры и дисперсно-наполненные композиции; однако в последнее время стали доступны инновационные составы высоконаполненных полимеров (ВП), содержащих металлы или керамику. АПЭМ с использованием ВП является косвенным процессом, в котором для формования металлических и керамических компонентов применяются удаляемые полимерные связующие. После удаления связующего частицы порошка соединяются в процессе традиционного спекания. В настоящем обзоре описаны различные типы технологий АПЭМ и соответствующие промышленные подходы к изготовлению металлических и керамических компонентов. Представлены составы отдельных связующих систем и порошков на основе ВП; объяснены методы компаундирования ВП и изготовления филаментов; рассмотрены стадии формования, удаления связующего и спекания; наконец, выполнено сравнение деталей, изготовленных методом АПЭМ-ВП, с деталями, полученными с использованием других производственных технологий.