Select Page

Analiza porowatości materiałów wykonanych w technologii mikrodruku 3D

Prężnie rozwijający się rynek kosmiczny, telekomunikacyjny, półprzewodnikowy oraz elektroniczny wymaga stosowania nowych metod produkcji, tak aby coraz więcej zminiaturyzowanych i wysokowydajnych komponentów zmieściło się na coraz mniejszej przestrzeni. Zastosowanie technologii mikrodruku 3D stanowi w tym zakresie interesującą dziedzinę rozwoju.

Aktualnie stosowanych jest kilka metod druku 3D, które charakteryzują się różnymi cechami. Jednym z najważniejszych parametrów drukowanego materiału jest porowatość [1]. Podczas opracowywania elementu przeznaczonego do pracy w środowisku, w którym występują duże naprężenia, materiał powinien być w pełni zagęszczony, by zminimalizować uszkodzenia w czasie eksploatacji. Z innej strony, duża porowatość powierzchniowa elementu jest wręcz pożądana i celowo wprowadzana np. w badaniach nad ropą i gazem [2], a także w zastosowaniach związanych z magazynowaniem energii, np. w drukowanych 3D elektrodach akumulatorów [3].

W naszym laboratorium do analizy powierzchniowej struktury mikroporów stosujemy obrazowanie z zastosowaniem skaningowej mikroskopii elektronowej SEM (ang. Scanning Electron Microscope) wysokiej rozdzielczości, które umożliwia identyfikację i kwantyfikację porów. Oprócz wykonania standardowego obrazowania SEM powierzchni próbki, jesteśmy w stanie wykonać przekrój przez strukturę (rys. 1.) z wykorzystaniem zogniskowanej wiązki jonów FIB (ang. Focus Ion Beam) w celu przeprowadzenia analizy porowatości w objętości materiału. Następnie wykonane obrazy SEM poddawane są obróbce, m.in.:

  • wstępnemu wzmocnieniu kontrastu,
  • filtracji dużych artefaktów,
  • wygładzenia małych struktur pochodzących z szumu, a na końcu
  • binaryzacji (rys. 2.), z której uzyskujemy kontury i powierzchnię porów.

Przez połączenie analizy SEM/FIB z cyfrowym przetwarzaniem danych jesteśmy w stanie określić m.in. ilość porów, ich rozmiar oraz na jakim obszarze próbki się znajdują. Wykonywane w naszym laboratorium analizy pomogą dostarczyć użytecznych informacji o procesie i jednocześnie mogą wskazać kierunek zmian parametrów technologicznych.

Rys. 1. Obraz SEM analizowanej struktury
Rys. 2. Rozkład porów w materiale uzyskany po procesie analizy obrazu SEM

Rozwiązujemy problemy

Jeśli w Państwa firmie ważną rolę odgrywają elementy wykonane w technologii mikrodruku 3D oraz interesuje Państwa ich struktura – zapraszamy do kontaktu! Nasz zespół inżynierów chętnie doradzi i zaproponuje możliwe usprawnienia z wykorzystaniem mikroskopów SEM/FIB.

Dziękujemy firmie Exaddon za użyczenie swoich produktów do przeprowadzenia przedstawionej analizy!

Źródła:
[1] Porosity Measurements and Analysis for Metal Additive Manufacturing Process Control, J. A. Slotwinski, E. J. Garboczi, K. M. Hebenstreit, Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology, Volume 119, 2014
[2]Head, D. and Vanorio, T., 2016. Effects of changes in rock microstructures on permeability: 3-D printing investigation. Geophysical Research Letters, 43(14), pp.7494-7502
[3] Gupta, V., Alam, F., Verma, P., Kannan, A. and Kumar, S., 2021. Additive manufacturing enabled, microarchitected, hierarchically porous polylactic-acid/lithium iron phosphate/carbon nanotube nanocomposite electrodes for high performance Li-Ion batteries. Journal of Power Sources, 494, p.229625

Interesuje Cię nanotechnologia?

Zapisz się do newslettera!

Chętnie dzielimy się wiedzą

Zapisz się na cykl bezpłatnych webinarów poświęconych nanotechnologii i mikroskopii!

Wyrażam zgodę na otrzymywanie newslettera i informacji handlowych od Nanores Sp. z o. o. Sp. k. Zgoda jest dobrowolna. Mam prawo cofnąć zgodę w każdym czasie (dane przetwarzane są do czasu cofnięcia zgody). Mam prawo dostępu do danych, sprostowania, usunięcia lub ograniczenia przetwarzania, prawo sprzeciwu, prawo wniesienia skargi do organu nadzorczego lub przeniesienia danych. Administratorem jest Nanores Sp. z o. o. Sp. k. z siedzibą we Wrocławiu, ul. Bierutowska 57-59.

Nanores to nowoczesne, prywatne oraz niezależne laboratorium badawczo-rozwojowe.

6 lat doświadczenia 

To czas, który poświęciliśmy na ciągły rozwój naszej kadry naukowej oraz zaplecza technologicznego. Nasz zespół składa się obecnie z ponad trzydziestu specjalistów branży nanotechnologicznej, elektroniki, mechaniki, inżynierii materiałowej, informatyki, chemii i biznesu.

Zapytaj i Sprawdź nas

Sprawdź czy kwalifikujesz się na  bezpłatny dzień testowy w naszym laboratorium! 

Zadzwoń

+48 694 724 755

Twoje dane przetworzymy na potrzeby przesłania oferty i nie będziemy ich udostępniać. W każdej chwili możesz zażądać ich usunięcia.

Laboratorium

Nanores Sp. z o. o. Sp. k.
ul. Bierutowska 57-59
51-317 Wrocław

Kontakt handlowy

Magdalena Kołda
+48 694 724 755
magdalena.kolda@nanores.pl