Úprava povrchu 3D-tištěných kovových vzorků pomocí tenkých vrstev

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F68407700%3A21460%2F23%3A00370292" target="_blank" >RIV/68407700:21460/23:00370292 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Úprava povrchu 3D-tištěných kovových vzorků pomocí tenkých vrstev

Popis výsledku v původním jazyce

Hlavní motivací bylo vyvinout a vyrobit povlak zabraňující nebo snižující korozi forem z 3D tištěného materiálu (DIN 200-69) v oblasti kanálů pro chladících kapalinu a povlak použitelný pro rozhraní mezi taveninou a formou. Byly vybrány tři materiály s vlastnostmi vhodnými pro aplikaci a současně připravitelné dostupnými metodami: diamantu podobný uhlík (DLC), oxid titaničitý (TiO2) a yttriem stabilizovaný ZrO2 (YSZ). Přes nesporné výhody DLC povlaků bylo obtížné připravit DLC vrstvu o vyšší tloušťce díky vnitřnímu pnutí, které způsobilo špatnou adhezi ke kovovým podkladům. Proto byla hledána cesta jak adhezi zlepšit. Zkoumanými možnostmi byly mezivrstvy (buffer) mezi podložkou a DLC vrstvou, dotace prvek v celém objemu vrstvy nebo pomocí vytvoření gradientní (vícevrstvé) struktury. V případě gradientní vrstvy se využilo jiného materiálu s dobrou adhezí k podložce. Koncentrace tohoto materiálu se snižovala s rostoucí vrstvou, až nakonec zůstal pouze uhlíkový povrch. Z fyzikálních důvodů jsou obvyklou volbou pro zvýšení adheze kovy. Vzhledem k našim předchozím zkušenostem s titanem a chromem byly tyto kovy použity. V tomto článku byla studována koroze, složení, kontaktní úhel a povrchová energie připravených vrstev.

Název v anglickém jazyce

Surface modification of 3D-printed metal samples using thin films

Popis výsledku anglicky

The main motivation was to develop and produce a coating to prevent or reduce corrosion of 3D printed moulds (DIN 200-69) in the area of the coolant channels and a coating applicable to the melt-mould interface. Three materials with properties suitable for the application and at the same time prepared by available methods were selected: diamond-like carbon (DLC), titanium dioxide (TiO2) and yttria-stabilized ZrO2 (YSZ). Despite the undeniable advantages of DLC coatings, it was difficult to prepare a DLC layer of higher thickness due to internal stresses that caused poor adhesion to the metallic substrates. Therefore, a way to improve the adhesion was sought. The options explored were an interlayer (buffer) between the substrate and the DLC layer, by subsidizing the element throughout the volume of the layer or by creating a gradient (multilayer) structure. In the case of the gradient layer, another material with good adhesion to the substrate was used. The concentration of this material decreased as the layer grew until eventually only the carbon surface remained. For physical reasons, metals are the usual choice for increasing adhesion. Given our previous experience with titanium and chromium, these metals were used. In this paper, the corrosion, composition, contact angle and surface energy of the prepared layers were studied.

Druh

O - Ostatní výsledky

CEP obor

—

OECD FORD obor

20506 - Coating and films

Projekt

—

Návaznosti

S - Specificky vyzkum na vysokych skolach

Rok uplatnění

2023

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů