對通過 ROBOCASTING 技術形成的陶瓷層進行幾何測量

借助 3D 光學輪廓儀 S neox 的共聚焦模式,，我們成功地測量了印刷陶瓷零件，并且無需進行燒結

Robocasting 是用于陶瓷基材料的第一代擠出增材制造方法,，可構建包含連續(xù)層的成品零件,。它具有易于加工和經(jīng)濟實惠的優(yōu)點，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構，例如定制的骨植入物,。

掃瞄式電子顯微鏡 (SEM) 等常規(guī)方法可以用于測量燒結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)方法進行測量,。
在這項研究中,，研究人員使用了一臺非接觸式 3D 表面測量共聚焦顯微鏡（S neox，Sensofar,，巴塞羅那）來測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,，長度為 20 毫米,，相鄰路徑之間的間隙為 2 毫米,。 b) 雙層印刷，長度為 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.測量雙層零件高度的實驗示意圖

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 9 個視場的擴展測量來研究雙層零件,。

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

圖 4.在 S neox 共聚焦模式下以 5 倍放大倍數(shù)測量的 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)測量的 Robocasting 陶瓷雙層圖案的 2D 輪廓

借助 3D 光學輪廓儀 Sensofar S neox 的共聚焦模式,，我們成功地測量了印刷陶瓷零件的幾何參數(shù),，且無需進行燒結。因為避免了燒結過程的影響,，這些尺寸可以作為數(shù)據(jù)庫,，用于預測和提高自動 Robocasting 過程的準確性。