3D プリントセラミックス: グリーンパーツの 15μm SiC 純度 88% と 90%

Feb 07, 2026

ご伝言

セラミック3Dプリントにおいて炭化ケイ素が重要な理由

炭化ケイ素は、特殊構造用セラミックよりもはるかに低いコストで高い硬度、熱安定性、耐摩耗性を兼ね備えているため、積層造形セラミックスに使用されています。バインダーのジェッティング、材料の押出、バット光重合では、焼成前に部品がその形状をどの程度保持できるかは、主に SiC パウダーによって決まります。

これらのルートの市販の SiC は、炭化ケイ素の含有量と粒子サイズによってグレード分けされます。平均粒子サイズは 15 ミクロンで、微細から中程度の範囲にあり、プリンタ内で流動して充填できるほど粗いですが、焼結して緻密な物体を形成するには十分に微細です。

このパーセンテージは、粉末の炭化ケイ素含有量を指し、残りはアチソン炉プロセスからの遊離ケイ素、遊離炭素、鉄、およびその他の残留物で構成されます。したがって、90% グレードでは、88% グレードよりも非炭化物材料の含有量が約 2 パーセントポイント少なくなります。-

このギャップは絶対的には小さいですが、焼成中に存在する低融点相または非強化相の量が変化します。{0}{1}一般に、残留含有量が低いほど、収縮がより予測可能になり、多孔性を生成する可能性のある反応サイトが少なくなります。

グリーン強度は、SiC 自体によるものではなく、バインダーシステムと粒子の充填によってもたらされます。ただし、粉末の表面化学は、バインダーがどのように均一に粒子を濡らし、粒子を架橋するかに影響します。遊離シリコンと酸化物を多く含む粉末は、水分と結合剤のバランスがわずかに異なる傾向があります。

実際には、どちらのグレードの 15 ミクロンの粉末でも問題なく印刷できます。 90% の材料は、その表面がバッチ間でより一貫しているため、制御が容易です。これは、グリーンパーツの壁が薄かったり、内部チャネルが細かい場合に重要になります。-

焼成中、非炭化物部分は SiC 骨格よりも早く反応または軟化する可能性があります。-残留率が高くなると、局所的な収縮差が生じたり、最終的な成形体の密度が若干不均一になるリスクが高まります。通常、90% グレードは、同じ時間と温度プロファイルでより一貫した焼成密度に達します。

収縮は開始時の保圧と逃亡相の量に関係しているため、グレードがより安定していると、補正モデルを再描画することなく、プロトタイプから製品までプリントを拡張することも容易になります。

装飾部品や低負荷のグリーン部品の場合、88% グレードであれば、低コストで許容可能な結果が得られます。{0}耐摩耗性タイル、窯の設備、ポンプの内部構造など、機能性セラミックに焼結されるコンポーネントの場合、90% グレードは不良品のリスクを軽減し、焼成損失を考慮すると通常はより良い値になります。

どのグレードを選択する場合でも、粒度分布、結合剤、焼成プロファイルを一緒に固定する必要があります。これら 3 つの変数は、2 点の純度の違い単独よりもはるかに強く相互作用するためです。{0}}

Q: グリーンパーツでは、90% SiC が 88% より常に優れていますか?
いいえ、より一貫した収縮と密度が得られますが、低負荷部品や装飾部品の場合は、88% グレードの方が低コストで優れた性能を発揮します。-

Q: 両方のグレードを同じバインダーで印刷できますか?
通常はそうですが、表面化学はグレードによって異なるため、結合剤の投与量は若干の調整が必要になる場合があります。

Q: 15 ミクロンのサイズが重要なのはなぜですか?
プリンター内での流動性と、良好な焼結と表面仕上げに必要な微粒子部分のバランスをとります。

Q: 純度は収縮に影響しますか?
はい。残留率が高くなると収縮範囲が広がるため、90% グレードを許容範囲内に維持するのが容易になります。

Q: スケールアップする前にグレードを修正する必要がありますか?
はい。グレード、バインダー、焼成プロファイルを早期にフリーズし、スケールアップ中に一度に 1 つの変数のみを調整します。-