對(duì)通過 ROBOCASTING 技術(shù)形成的陶瓷層進(jìn)行幾何測(cè)量

借助 3D 光學(xué)輪廓儀 S neox 的共聚焦模式，我們成功地測(cè)量了印刷陶瓷零件，并且無(wú)需進(jìn)行燒結(jié)

Robocasting 是用于陶瓷基材料的第一代擠出增材制造方法，可構(gòu)建包含連續(xù)層的成品零件。它具有易于加工和經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的優(yōu)點(diǎn)，并且適用于多種材料。Robocasting 有望用于生產(chǎn)壓電傳感器、陶瓷晶格過濾器或陶瓷晶格結(jié)構(gòu)，例如定制的骨植入物。

掃瞄式電子顯微鏡 (SEM) 等常規(guī)方法可以用于測(cè)量燒結(jié)零件上的一些幾何信息，但是，印刷陶瓷層很難通過這些常規(guī)方法進(jìn)行測(cè)量。
在這項(xiàng)研究中，研究人員使用了一臺(tái)非接觸式 3D 表面測(cè)量共聚焦顯微鏡（S neox，Sensofar，巴塞羅那）來測(cè)量單層陶瓷路徑的高度和體積，以及雙層印刷陶瓷零件的高度。

圖 1.a) 單層路徑，長(zhǎng)度為 20 毫米，相鄰路徑之間的間隙為 2 毫米。 b) 雙層印刷，長(zhǎng)度為 20 毫米，相鄰路徑之間的間隙為 2 毫米

圖 2.單層圖案示意圖

圖 3.測(cè)量雙層零件高度的實(shí)驗(yàn)示意圖

使用放大 5 倍的連續(xù)共焦模式研究單層路徑。類似地，使用放大 5 倍的連續(xù)共焦模式和對(duì) 9 個(gè)視場(chǎng)的擴(kuò)展測(cè)量來研究雙層零件。

如圖 4 至 7 所示，研究人員為每個(gè)圖案收集了 11 個(gè)具有高度、寬度和面積信息的橫截面。計(jì)算并分析了平均值。每個(gè)單層路徑的體積也由平均長(zhǎng)度和橫截面積計(jì)算得出。

圖 4.在 S neox 共聚焦模式下以 5 倍放大倍數(shù)測(cè)量的 Robocasting 陶瓷單層圖案的表面形貌

圖 5.在聚焦模式下以 5 倍放大倍數(shù)測(cè)量的 Robocasting 陶瓷單層圖案的 2D 輪廓

圖 6.在 S neox 共聚焦模式下以 5 倍放大倍數(shù)測(cè)量的 Robocasting 陶瓷雙層圖案的表面形貌

圖 7.在聚焦模式下以 5 倍放大倍數(shù)測(cè)量的 Robocasting 陶瓷雙層圖案的 2D 輪廓

借助 3D 光學(xué)輪廓儀 Sensofar S neox 的共聚焦模式，我們成功地測(cè)量了印刷陶瓷零件的幾何參數(shù)，且無(wú)需進(jìn)行燒結(jié)。因?yàn)楸苊饬藷Y(jié)過程的影響，這些尺寸可以作為數(shù)據(jù)庫(kù)，用于預(yù)測(cè)和提高自動(dòng) Robocasting 過程的準(zhǔn)確性。