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氮化硅除了具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨性、高抗彎強度、高冷熱沖擊等性能外。還具有優異的電絕緣和透波等性能，可在復雜環境中使用，并能夠保持可靠性與使用壽命。適用于多孔氮化硅陶瓷透波功能件的制備和性能研究，升華三維利用PEP技術為氮化硅陶瓷輕量一體化殼體成型提供了一種更經濟的增材制造方案。不僅能夠提高生產效率，降低成本，還能夠實現復雜形狀的設計，以滿足現代通信系統對透波功能件的嚴苛要求。

模型評估

基于PEP工藝擠出打印的特點，可設計出具有結構中空和鏤空的形狀。同時還優化了模型壁體的傾斜角度，可最大限度地免除額外支撐，可有效避免支撐結構對內壁多孔結構的影響，并節省掉了后續的加工步驟。再通過PEP系統配套的UPRISE 3D軟件進行打印模擬，以確保打印過程的高效成型。

材料配置

升華三維氮化硅3D打印主要采用基于蠟基體系的氮化硅顆粒喂料（UPGM-Si3N4），其粒徑為2-4mm的不均勻顆粒，打印材料固含量約為40vol.%。材料開發工藝簡單，配料安全環保。用其制備的氮化硅殼體結構具有優異的透波、承載、防熱和抗沖擊等性能。在國防、航空航天、氣象等領域都具有應用優勢。

▲UPGM-Si3N4 3D打印材料

3D打印

氮化硅殼體結構采用大尺寸獨立雙噴嘴3D打印機UPS-556打印成型，最大可實現500×500×600mm的大尺寸制備，成型后的生坯密度可達2.0g/cm3。最終生坯的整體尺寸在燒結后會存在一定收縮，但可通過軟件設置放大系數進行尺寸補償。UPS-556可在常規辦公環境下使用，無需氣氛，且穩定性高，可實現長時間打印，支持氮化硅陶瓷復雜結構產品的大尺寸 、一體化成型。

▲氮化硅殼體結構打印參數

▲氮化硅殼體結構樣品生坯（來源：升華三維）

產品燒結

PEP工藝結合了3D打印技術和常壓燒結工藝，可以實現氮化硅陶瓷殼體輕量一體化的快速制造。燒結后可獲得近凈尺寸且性能一致性好的氮化硅產品。3D打印可以直接打印出所需的殼體形狀，而成熟的燒結工藝則確保了產品的高性能。且可靠性高，制備周期短，成本更低，可為氮化硅陶瓷增材制造提供完整的解決方案。

▲氮化硅殼體結構燒結樣品（來源：升華三維）

PEP工藝利用3D打印與燒結工藝的優勢結合，為氮化硅殼體結構的制造提供了一種高效、便捷的新方法。升華三維一直致力于先進陶瓷增材制造的推廣及應用。目前已具備氮化硅陶瓷構件開發與生產能力，能實現大尺寸復雜結構近凈尺寸成型。通過不斷地創新融合，PEP工藝有望在高性能氮化硅等先進陶瓷制造領域展現出巨大潛力和廣闊應用前景。