3D micro-extrusie van dichte Cu-legeringen en SiC-structuren

3D-printen wint aan kracht op alle gebieden van materiaalonderzoek vanwege de mogelijkheid om driedimensionale onderdelen rechtstreeks van CAD-ontwerpen te maken door materialen laag voor laag toe te voegen, waardoor complexe geometrieën met een bijna netvormige vorm worden geproduceerd die niet mogelijk zouden zijn met subtractieve productie. Andere voordelen van 3D-printen zijn onder meer massa-aanpassing, afvalminimalisatie en snelle prototyping. Het gebruik van 3D-printen om warmteoverdrachtsapparatuur zoals warmtewisselaars en koellichamen te fabriceren heeft een groot potentieel, vooral om op maat gemaakte en complexe freeform-onderdelen te fabriceren met verbeterde stroming en warmteoverdracht, verminderd gewicht en afmeting en het vermijden van montagewerkzaamheden. Koper en siliciumcarbide zijn materialen met unieke eigenschappen voor gebruik in hoogwaardige HEX-en. Deze materialen zijn echter erg moeilijk te verwerken met (op licht gebaseerde) 3D-printtechnologieën. Een opkomende technologie die uniek is in zijn vermogen om een breed scala aan materialen te verwerken, waaronder Cu en SiC, is 3D-micro-extrusie. Bij deze technologie worden onderdelen gevormd door micro-extrusie van een met poeder beladen pasta op een laagsgewijze manier en daarna thermisch nabewerkt om het bindmiddel te verwijderen en het groene onderdeel te consolideren tot een dichte component. Het doel van dit doctoraat is om volledige verwerkingsroutes te ontwikkelen voor 3D-micro-extrusie van dichte koper- en siliciumcarbide-onderdelen die complexe geometrische kenmerken bevatten die relevant zijn voor warmteoverdrachtsapparatuur. De relatie tussen de kenmerken van de 3D-printgrondstof, verwerkingsomstandigheden (printen en consolidatie door warmtebehandeling), microstructuur en onderdeeleigenschappen en de uiteindelijke prestaties van het warmteoverdrachtsapparaat zullen in dit doctoraat worden toegelicht.