Este componente fue impreso en 3D, lleno de un polímero pre-cerámico de silicio-carburo y tratado con calor para producir carburo de silicio amorfo. Crédito: Amy Smotherman Burgess/Ornl, Departamento de Energía de los Estados Unidos
Los científicos del Laboratorio Nacional de Oak Ridge del Departamento de Energía de EE. UU. Han integrado la fabricación de aditivos de jet de aglutinantes con un método avanzado de postprocesamiento para fabricar componentes cerámicos de fugas, superando un desafío clave de la fabricación de aditivos de cerámica.
Mientras que los componentes cerámicos funcionan excepcionalmente bien en entornos extremos (exhibir la alta resistencia a la temperatura, la estabilidad química y la resistencia mecánica, los métodos corrientes de impresión 3D cerámica se quedan cortos en la escalabilidad. Esta deficiencia limita su uso en aplicaciones críticas, como los reactores químicos de alto rendimiento, que se utilizan para el procesamiento farmacéutico o químico, donde las piezas grandes y resistentes a las fugas son esenciales.
La solución innovadora de ORNL proporciona un método escalable para crear estructuras cerámicas complejas al aprovechar una técnica de unión robusta que permite ensamblar piezas de impresión 3D más pequeñas para crear los componentes necesarios.
El papel es publicado En la revista Ceramics International.
“La impresión 3D de cerámica permite la fabricación de componentes intrincados y de alto rendimiento que son difíciles de lograr con los métodos de fabricación tradicionales”, dijo el investigador principal Trevor Aguirre con el grupo de procesos de materiales ambientales extremos de Ornl. “Este avance proporciona una metodología validada para producir componentes de alta calidad y permitir el desarrollo de reactores de próxima generación”.
Desde la izquierda, Corson Cramer, Trevor Aguirre y Amy Elliott discuten el componente gyroid de carburo de silicio, que se imprimió en 3D utilizando la impresora Binder Jet que se muestra en el fondo. Crédito: Crédito: Amy Smotherman Burgess/Ornl, Departamento de Energía de los Estados Unidos de la izquierda, Amy Elliott, Trevor Aguirre y Corson Cramer se paran junto a un horno de tubo, que se utilizó para tratar el calor de los materiales utilizados en este estudio. Crédito: Amy Smotherman Burgess/Ornl, Departamento de Energía de los Estados Unidos
El equipo de investigación probó múltiples configuraciones de diseño para identificar estructuras óptimas que respaldan inherentemente la integridad de la tumba del gas y desarrollaron técnicas posteriores al procesamiento para mejorar la unión y el sellado de segmentos de cerámica.
La innovación no solo ayuda a satisfacer la creciente demanda de componentes a gran escala, sino que también aprovecha la fabricación de aditivos de jet de aglutinante rentables, o BJAM, donde las capas de polvo se fusionan con una carpeta para crear objetos sólidos. Este método ofrece beneficios económicos sustanciales y pavimenta el camino para la adopción industrial más amplia de la fabricación de aditivos cerámicos en otras aplicaciones de alto rendimiento, como el aeroespacial, entre otros.
Esta es la primera articulación conocida de tentadores fabricados con métodos de fabricación aditivos, allanando el camino para los ensamblajes BJAM escalables.
Más información: Trevor G. Aguirre et al, Optimización de densidad de embalaje y reciclabilidad de materias primas multimodales de polvo SIC en la fabricación de aditivos de chorro de aglutinante, Ceramics International (2025). Doi: 10.1016/j.ceramint.2025.07.410
Proporcionado por el Laboratorio Nacional de Oak Ridge
Cita: Desbloqueo de la impresión 3D de cerámica para reactores químicos de próxima generación (2025, 17 de septiembre) Recuperado el 17 de septiembre de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-09-ceramic-3d-generation-chemical-reactors.html
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