[go: up one dir, main page]

TR2021011228T - THREE-DIMENSIONAL PRINTING OF MULTILAYER CERAMIC MISSILE RADOMS USING INTERLAYER TRANSITIONAL MATERIALS. - Google Patents

THREE-DIMENSIONAL PRINTING OF MULTILAYER CERAMIC MISSILE RADOMS USING INTERLAYER TRANSITIONAL MATERIALS.

Info

Publication number
TR2021011228T
TR2021011228T TR2021/011228 TR2021011228T TR 2021011228 T TR2021011228 T TR 2021011228T TR 2021/011228 TR2021/011228 TR 2021/011228 TR 2021011228 T TR2021011228 T TR 2021011228T
Authority
TR
Turkey
Prior art keywords
ceramic
printing
glass
radome
materials
Prior art date
Application number
TR2021/011228
Other languages
Turkish (tr)
Inventor
B Rol Hansu
Dalkilic Akin
Sayginer Ebnem
Er M Nal Mehmet
B Rer Ozgur
Original Assignee
Aselsan Elektroni̇k Sanayi̇ Ve Ti̇caret Anoni̇m Şi̇rketi̇
Filing date
Publication date
Application filed by Aselsan Elektroni̇k Sanayi̇ Ve Ti̇caret Anoni̇m Şi̇rketi̇ filed Critical Aselsan Elektroni̇k Sanayi̇ Ve Ti̇caret Anoni̇m Şi̇rketi̇
Publication of TR2021011228T publication Critical patent/TR2021011228T/en

Links

Abstract

Buluş, üç boyutlu baskı teknolojileri aracılığıyla geniş bir frekans bandı ve yüksek elektromanyetik geçirgenliğe sahip çok katmanlı seramik füze radomlarının üretimi ve sinterlemede bitişik katmanların termo-mekanik uyuşmazlığından kaynaklanan kusurları minimuma indirmek üzere katmanlar arası cam malzemelerin kullanımı ile ilgilidir.The invention relates to the production of multilayer ceramic missile radomes with a wide frequency band and high electromagnetic permeability by means of three-dimensional printing technologies, and the use of interlayer glass materials in sintering to minimize defects caused by thermo-mechanical incompatibility of adjacent layers.

Description

TARIFNAME KATMANLAR ARASI GEçis MALZEMELERI KULLANILARAK ç0K KATMANLI SERAMIK FUZE RADOMLARININ Uç BOYUTLU BASKISI Teknik Alan Bulus, seramik füze radomlarinin üç boyutlu baskisi ile ilgilidir. Bulus 'Özellikle, genis bir frekans bandinda yüksek elektromanyetik geçirgenligi saglayan çok katmanli seramik ve cam-seramik radomlari üretmek üzere 3D baski teknolojisini kullanan bir yöntem ile ve sinterleme prosesi sirasinda radomun katmanlari arasinda çekme uyumsuzlugu ile ilgili kusurlari önlemek üzere katmanlar arasi materyallerin kullanimi ile ilgilidir. Onceki Teknik Seramik bazli füze radomlari (radar mahfazasi, radar kubbesi) klasik olarak alçi kaliba döküm yoluyla üretilir. Bu teknik, spesifik bir RFide (Radyo Frekansi) çalisan sabit duvar kalinligina sahip seramik radomlarin yapilmasi için uygundur. Bunun ile birlikte elektromanyetik geçirgenligi yüksek, genis bir frekans bandinda çalisacak radomlar için çok katmanli sandviç yapilara ihtiyaç duyulmaktadir. Üç boyutlu baski teknikleri, bu tür yapilarin hizli, verimli ve tekrar edilebilir üretimine yönelik esnek bir üretim modelidir. Üç boyutlu baski, standart teknikler ile üretmesi zor olan spesifik olarak tasarlanan ürünlerin gelistirilmesine yönelik olarak kullanilir. Klasik uygulanmasinda, düsük sicakliklarda plastiklerin eritilmesi ve bir nozül araciligiyla eriyigin ekstrüzyonunu içeren bir tekniktir. Istenen materyalleri gelistirmek üzere gereken yüksek ekipman maliyetleri ve sinirli disiplinler arasi çalismadan dolayi üretim amaçlarina yonelik seramiklerin üç boyutlu basilmasi, son on yilda hiz kazanmistir. Seramiklerin üç boyutlu baskisinda takip edilen prosedür, klasik üretim teknolojilerinin prosedüründen farkli degildir. Buna göre seramik tozu ilk olarak homojenligini saglamak üzere karistirilir ve akabinde biçimlendirilir ve sinterlenir. Endüstride seramik materyallerin üç boyutlu baskisi, iki yönde ilerler. Birinci grupta kompleks ve boyut bakimindan küçük (<10 cm x 10 cm x 10 cm) olan ürünler, yüksek çözünürlükte (um seviyesi) basilir. Diger yaklasimda daha büyük ürünler ( cm x 30 cm X 30 cm), daha düsük bir çözünürlükte (mm seviyesi) hizli bir sekilde basilir. Iki yolun ortak noktasi, söz konusu her bir materyale yönelik optimize baski teknigini ve üretim prosesini eksiksiz sekilde incelemek ve gelistirmekiçin gerekli temel ihtiyaçtir. Küçük ve karmasik seramiklerin baskisi, dogrudan veya dolayli baski olarak iki grupta incelenebilir. Dogrudan baskida basilacak katman, ilave materyaller olmaksizin yüksek enerji kaynagi (lazer, elektrik alani, elektron isini) ile sinterlenir ve proses, her bir yeni katmana yönelik tekrar edilir. SLS (Selective Laser Sintering, Selektif Lazer Sinterleme), SLM (Selective Laser Melting, Seçici Lazer Ergitme), SPS (Spark Plasma Sintering, Kivilcim Plazma Sinterleme), bu sahada kullanilan tekniklerdir. Dolayli baskida seramik toz, her bir katmanin ön yogunlugunu veren organik bir katki maddesi ile karistirilir. Bu malzeme, seramik tozlarini daha yakin paketlemek üzere isi veya UV uygulamasi yoluyla aktive edilen bir baglayici olarak islev görür. Nesne, LOM (Lamine Nesne Imalati), FDM (Ergiyik Biriktirmeli Modelleme - Nozül isitilmaksizin Ekstrüzyon), DLP (Dijital Isik Isleme) ve Litografi bazli Seramik Isleme (LCP) gibi Iitografik teknikler ile basilabilir ve akabinde sinterlenebilir. Bu teknikler arasinda Iitografi, daha hassas ve tekrar üretilebilir sonuçlari saglar. Bu teknikte seramik toz, akabinde basilan ve isiga maruz birakilan isik ile kürlenebilir organik bir baglayici ile karistirilir. Bu adimin bir sonucu olarak yapida foto baslatici aktive edilir ve fotopolimerizasyon prosesi baslatilir. Katmanlarin tamami, bu prosedür takip edilerek basildiktan sonra baskili nesne sinterlenir. Birçok endüstri, daha büyük seramiklere yönelik yazicilari daha hizli ve daha yüksek çözünürlük ile gelistirmek üzere çalisan 3D seramik yazici imalatçilarini etkileyen 3D baskili seramik parçalarini halihazirda kullanmaktadir. Ekstrüzyon, daha büyük seramiklerin seri baskisinda en uygun tekniktir. Teknik, optimize viskoziteye ve plastisiteye sahip seramik sulu karisimin yazicinin nozülünden ekstrüzyonuna ve yari otomatik bir makine ile katman katman basilmasina dayanmaktadir. Uç boyutlu seramik baski ile ilgili arastirmada basvurulardan biri, "Manufacturing method of three-dimensional ceramic and composition thereof" baslikli patent basvurusu no. TWI'dir. Uygulama, üç boyutlu bir yazici ve elde edilen nesnenin sirlama ve firinlama prosesleri kullanilarak tek katmanli seramik bir ürünün basilmasini içerir. Bir diger basvuru, "Ceramic 3D printing method" baslikli bir patent basvurusu no. CN=dir. Basvuru, bir baglayici ile seramik tozlarin karistirilmasi ve üç boyutlu yazicilarda SLS (Selektif Lazer Sinterleme) yönteminin kullanilmasi yoluyla tek katmanli seramik ürünlerin üretimini içerir. Çok katmanli seramik radomlarin üç boyutlu basilmasi hakkinda ve açik literatürde radomun yigin katmanlari arasinda termo-mekanik uyusmazliktan dolayi ürün kusurlarini önlemek üzere katmanlar arasi materyallerin kullanimi hakkinda mevcut hiçbir bilgi yoktur. Seramik füze radomlari, alçi kaliba döküm teknigi ile imal edilir. Bu teknik, büyük ve kompleks biçimli seramikleri üretmek üzere kullanilan en eski ve en yaygin yöntemlerden biridir. Bu teknikte seramik partiküller, 3qu veya organik tasiyici içinde dagitilir, stabilize edilir ve akabinde radomun formunda önceden hazirlanan alçi kaliplar içine dökülür. Alçi kalip, gözenekli yapisi içinden karisim içine su nüfuz ederken seramik partiküller, kalibin yüzeyi üzerine birikir. Biriken malzemenin kalinligi, zamanin islevi olarak ve deneysel olarak belirlenir. Karisim özellikleri (kati/sivi oran, karisimin stabilitesi, tane boyutu ve partikül dagilimi), kalip malzemesi (alçi/su orani, alçi gözenek boyutu ve dagilimi), ortam sicakligi ve nem orani, operatörün bilgi, deneyim ve becerileri, ürünün kalitesini dogrudan etkileyen ana faktörlerdir. Birikmenin sonlanmasi üzerine geriye kalan sulu karisim bosaltilir. Parça, kurutmadan sonra kaliptan çikarilir ve birkaç gün oda sicakliginda birakilir. Sonraki proseste seramik, firinda sinterlenir ve nihai yogunluguna ve mikroyapisina ulasir. Hiçbir kalinlik kontrolü olmamasi nedeniyle firinindan çikan parçalar, mikron seviyede istenen toleranslari saglamak üzere islenir. Tüm bu islemler göz önünde tutuldugunda alçi kaliba döküm üretiminde: - Prototip ve ürün gelistirme prosesleri uzundur ve birçok parametrenin oldukça dikkatli ve es zamanli kontrolüne baglidir. Bu nedenle bu teknik, esnek ve tekrar üretilebilir olan bir üretim teknigi degildir. - Kaba kalinlik, sinterlemeden sonra mm seviyelerinde elde edilir ve istenen nihai kalinlik, toleranslara uyacak sekilde parçanin islenmesi yoluyla elde edilir. Bu proses sadece zaman alici degildir ancak ayrica bu: (1) CNC (Bilgisayarli Sayisal Denetim) makinelerinde alet ömrünü kisaltir; (2) Uretim maliyetlerini arttirir; (3) Ince duvarlara sahip ürünlerin çatlamasina yol açar. - Biriken kalinlik, kalipta zamanla kapanan gözenekler ile sinirlidir. - Uretkenlik, operatbrün teknik bilgisi, deneyimi ve becerisine baglidir. - Bu teknik ile çok katmanli materyallerin tekrarlanabilir üretimi uzun zaman alir. Çok katmanli seramik radomlarin üç boyutlu baskisindan ve bu proseste karsilasilan teknik sorunlardan, açik literatürde bahsedilmez. Spesifik teknik proseslerden meydana gelen zorluklarin, teknolojide gelisimler yoluyla çözülmesi gerekir. Ozellikle sinterleme prosesi sirasinda katmanlar arasinda termal genlesme farklarindan dolayi çatlaklar veya açilmalar (delaminasyon), açiklanmasi beklenen konular arasindadir. Sonuç olarak yukarida bahsedilen dezavantajlar ve var olan çözümlerin yetersizliginden dolayi teknik sahada bir iyilestirme gerekli olmustur. Bulusun Kisa Açiklamasi Mevcut bulus, yukarida bahsedilen gereksinimleri karsilayan katmanlar arasi geçis materyalleri kullanilarak çok katmanli seramik füze radomlarinin üç boyutlu baskisi ile ilgilidir. Bulusun baslica amaci, genis frekansli bir bantta yüksek elektromanyetik geçirgenligi saglayacak çok katmanli seramik ve cam-seramik radomlari üretmek üzere 3D baski teknolojisini kullanan bir yöntemi saglamaktir. Bulusun bir diger amaci, çok katmanli seramik ve cam-seramik radomlarin üç boyutlu baskisinda cam ve benzer materyaller kullanilarak sinterlemede radomlarin yigin katmanlari arasinda termo-mekanik uyumsuzluktan kaynaklanan kusurlari minimuma indirmektir. Bulusun bir diger amaci, üç boyutlu baski makinesine bir CAD (Bilgisayar destekli Tasarim) dosyasi olarak seramik radomun üç boyutlu tasariminin dogrudan transferidir, bu durum, bilgisayar üzerinde hizli bir sekilde radomda tasarim ile ilgili modifikasyonlarin uygulanmasini kolaylastirir. Bulusun bir diger amaci, çok katmanli seramik Füze radomlarini 'üretmek 'üzere otomatiklestirilmis, operatörden bagimsiz ve tekrar edilebilir bir 'üretim yöntemini saglamaktir. Bulusun bir diger amaci, 'üç boyutlu baski teknolojisi kullanilarak kalip/negatif kalip bilesenlerinin maliyetli ve zaman alici tasarim ve 'üretimini elimine eden bir 'üretim yöntemini saglamaktir. Bulusun bir diger amaci, kullanilan baglayicinin yapisina göre baskili alt tabakanin, yas halde, diger bir deyisle sinterlenmeden önce islenmesine olanak saglayan bir üretim yöntemini saglamaktir. Bu proses, sinterlenen yapinin islenmesinden çok daha hizlidir. Bu sekilde `ürün, sinterlemeden sonra istenen degerlere daha yakin toleranslar ile elde edilir. Katmali ve çikarmali prosesler, baskili 'ürünlerin gelisiminde birlikte kullanilabilir. Bulusun bir diger amaci, çukurlar, çikintilar, girintiler ve benzeri geometriler gibi herhangi bir karmasik sekle sahip çok katmanli seramik füze radomlarini 'üretmek Bulusun bir diger amaci, önceden baskili farkli bir malzemenin 'üst kismi 'üzerine yeni bir materyali basmak 'üzere çok noz'üll'ü ekstr'üzyon yöntemi kullanilarak çok katmanli seramik füze radomlarini üretmektir. Bulusun bir diger amaci, 3D baski teknolojisinin kullanimindan dolayi es zamanli olarak ayni cihaz platformu 'üzerinde farkli tasarimlara sahip nesnelerin basilmasi yoluyla seri özellestirmeyi (mass customization) saglamaktir. Buna uygun olarak bu durum, farkli 'ür'ün tasarimlarinin hizli test edilmesine (bir maket olarak veya nihai versiyonda) olanak saglar. Bulusun bir diger amaci, çok katmanli seramik f'üze radomlarinin üretiminde piyasaya sürmek 'üzere s'üreyi kisaltmaktir. Bulusun bir diger amaci, klasik olarak imal edilmis 'ür'ünler tarafindan çok katmanli seramik f'üze radomlarinin 'üretiminde israfi azaltmak ve enerji ve materyal kaybini minimuma indirmektir. Yukarida bahsedilen amaçlari yerine getirmek amaciyla bulus, asagidaki adimlari içeren, yüksek elektromanyetik geçirgenligi saglayan çok katmanli genis bantli seramik ve cam-seramik f'uze radomlarini 'üretmek 'üzere 3D baski teknolojisi kullanan bir yöntemdir; parçacik paketlemeyi arttiran organik baglayicilar ile her bir katmana yönelik olarak seçilen en az bir seramik/cam-seramik tozun 'Önceden belirlenen bilesimlerinin karistirilmasi yoluyla ve çok noz'ull'u 3D baski makinesinin tekli konteynerleri (kartus, t'üp ve benzeri) içine her bir karisimin (katman) doldurulmasi yoluyla basilacak besleme malzemesinin hazirlanmasi, burada cam olarak belirtilen ancak diger camsi malzemelere kadar genisletilebilen katmanlar arasi geçis malzemesine yonelik ((i)) numarali adimin tekrar edilmesi. istenen radomun 'üç boyutlu modelinin bilgisayar destekli bir tasarim dosyasinin hazirlanmasi ve dosyanin 3D baski makinesine aktarilmasi, seramik ve geçis katmanlarinin baski sirasi ile uygun olarak 3D baski makinesinde çok noz'ull'u ekstr'üzyon baski prosesinin baslatilmasi, seramik ve geçis katmanlari olarak basilmis yas gövdeden organik baglayioinin arindirilmasi firinlamadan sonra nesneyi nete yakin sekle (near net shape) daha yakin hale getirmek 'üzere yas g'ovdenin islenmesi, baskili yas gövdenin sinterlenmesi. Bulusun amaçlarini yerine getirmek amaciyla yöntem ayrica, radom katmanlari arasinda CTE (Termal Genlesme Katsayisi) uyumsuzlugundan kaynaklanan çatlaklari ve açilmayi önlemek 'üzere cam ve benzeri materyallerin kullanilmasi adimini içerir. Bulusun amaçlarini yerine getirmek amaciyla y'ontem ayrica, ((v.)) numarali adimdan sonra yas gövde isleme adimini içerir. Bulusun amaçlarini yerine getirmek amaciyla baglayici ayirma prosesi, organik baglayicinin ayrilmasina ve gazin arindirilmasina yönelik 500 ° C'nin altindaki sicakliklarda ve 1 °C /dakikadan daha az olan isitma oranlarinda gerçeklestirilir. Bulusun tercih edilen bir düzenlemesinde söz konusu katmanlar, iç ve dis katmanlarinin ince oldugu ve dielektrik sabitinin yüksek oldugu ve orta katmaninin kalin oldugu ve dielektrik sabitinin oldukça düsük oldugu tabakali yapiya sahip çok katmanli bir radomu olusturmak üzere seramik/cam-seramik malzemelerden seçilir. Açiklanan katmanlardan olusan bu yapi, tekrar eden birimler olarak hazirlanabilir. Bulusun tercih edilen bir düzenlemesinde söz konusu katmanlar, iç ve dis katmanlarinin kalin oldugu ve dielektrik sabitinin düsük oldugu ve orta katmaninin ince oldugu ve dielektrik sabitinin oldukça yüksek oldugu tabakali yapiya sahip çok katmanli bir radomu olusturmak üzere seramik/cam-seramik malzemelerden seçilir. Açiklanan katmanlardan olusan bu yapi, tekrar eden birimler olarak hazirlanabilir. Bulusun bir diger düzenlemesinde soz konusu katmanlar, her bir katmanin yogunlugunun/dielektrik sabitinin degiskenlik gösterdigi islevsel olarak kademeli materyal yapisina sahip çok katmanli bir radomu olusturmak üzere seramik/cam- Bulusun bir diger tercih edilen düzenlemesinde söz konusu katmanlar, her bir katmaninin, RF arayici basliginin pozisyonuna göre dikey olarak farkli segmentlerden seçildigi çok katmanli bir radomu olusturmak üzere seramik/cam- Bulusun tercih edilen bir düzenlemesinde söz konusu seramik/cam-seramik malzemeler, Si02 (Silikon dioksit), Si, RBSN (Reaksiyona Bagli Silikon Nitrit), AI2Os (Alüminyum oksit), SiAION (Silikon alümin nitrit), LAS (Lityum Alüminyum Silikat), MAS'tan (Magnezyum Alüminyum Silikat) olusan gruptan seçilir. etrafinda degiskenlik gösteren oranlarda Lityum-Alüminyum-Silikat oksitlerden olusan cam-seramik malzemedir ve MAS, 2MgO.2AI203.SSi02 ana bilesim etrafinda degiskenlik gösteren oranlarda Magnezyum-AIüminyum-Silikat oksitlerden olusan cam-seramik malzemedir. Uygun elektromanyetik niteliklere sahip diger oksit ve oksit olmayan materyaller ayrica, bu bulusta açiklanan teknik ve ybnergelere göre hazirlanabilir. Bulusun amaçlarini yerine getirmek amaciyla söz konusu cam katmanlar arasi elementler, silikat cam oksitler, borat cam oksitler, periyodik tablonun 1A ve 2A gruplarindan modifiye edici oksitler ile söz konusu cam oksitlerin bilesimleri ve ara oksitlerden olusan gruptan seçilir. Burada bahsedilen silikat cam, SiO2'dir (Silika dioksit); söz konusu borat cam, BzOs*tür (Boron trioksit); soz konusu modifiye edici oksitler, Na20 (Sodyum oksit), K20 (Potasyum oksit), Li20 (Lityum oksit), CaO (Kalsiyum oksit), MgO (Magnezyum oksit), BaO (Baryum oksit) veya PbO'dur (Kursun oksit); ve söz konusu ara oksitler, Al, Bi203 (bizmut lll oksit) veya TeOz'dir (Teluryum dioksit) [1 ,2]. Bulusun tercih edilen bir düzenlemesinde söz konusu cam katmanlar arasi elementler, PbO-BzOa-SiOz (PBS), ZnO-Bzos (ZB), BaO-ZnO-Bzos (BZB), Lazoa- BzOa-ZnO (LBZ), BaO-AI, Li20-BzOs-SIO2- Bulus ayrica, söz konusu yöntem yoluyla üretilen çok katmanli seramik/cam- seramik radomlari içerir. Burada bahsedilen radom yapilari, yüksek hizli uçak veya bunlarin bilesenlerine yönelik gereken düzenlemelerde süpersonik ve hipersonik hizlarda ve genis/dar frekansli bantta çalisan füze radomlarinda veya elektromanyetik pencereler ve kapaklarda kullanilir. Asagida sekillerde ve bu sekillere refere edilen yapilan detayli açiklamada belirtilen bulusun yapisal ve karakteristik özellikleri ve tüm avantajlari açik sekilde anlasilacaktir, bu nedenle degerlendirme, bu sekiller ve detayli açiklama dikkate alinarak yapilmalidir. Sekillerin Kisa Açiklamasi Sekil 1 tipik füze ve radom yapisinin genel bir görünümüdür. Sekil 2A üç boyutlu baski yoluyla üretilebilen A-tabakali radom yapisinin kesitsel görünümüdür. Sekil 28 üç boyutlu baski yoluyla üretilebilen B-tabakali radom yapisinin kesitsel görünümüdür. Sekil 2C üç boyutlu baski yoluyla üretilebilen FGM (islevsel Olarak Kademeli Malzeme) radom yapisinin kesitsel bir görünümüdür. (A malzemesinin yönünde (A', A") kademeli olarak degisir.) Sekil 2D üç boyutlu baski yoluyla çok segmentli (A, B, C) bir radom yapisinin kesitsel bir görünümüdür. Referans Numaralari 1 Füze Radom Radar Flans A, (B)'den daha yüksek bir dielektrik sabitine sahip seramik/cam-seramik radom malzemesi A', (Ardan farkli bir dielektrik sabitine/yogunluga sahip seramik/cam-seramik radom materyali A", (A veya A')'dan farkli bir dielektrik sabitine/yogunluga sahip seramik/cam- seramik radom malzemesi B, (A)'den daha düsük bir dielektrik sabitine sahip seramik/cam-seramik radom malzemesi C, (A veya B)*den farkli bir dielektrik sabitine sahip farkli cam-seramik radom malzemesi Bulusun Detayli Açiklamasi Bu detayli açiklamada bulusun çok katmanli seramik füze radomlarinin üç boyutlu baskisi, sadece konunun daha iyi anlasilmasina yönelik ve herhangi bir sinirlayici etki olmaksizin açiklanir. Sekil 1, bir radom (10) tarafindan korunan radari (20) ve bunun baglandigi flans (30) yapisini gösteren birtipik füze (1) görüntüsünü gösterir. Seramik radom (10), yüksek hizlarda uçan füzelerin (1) en önemli bilesenlerinden biridir. Bu, agirlikli olarak, oldukça kisa bir sürede radomun (10) burnunda 1000 °C5ye kadar yükselebilen aerodinamik sürtünmeden ortaya çikan sicakliklardan ve radom (10) üzerinde ani manevralardan ortaya çikan hizlanma yüklerinden kaynaklanir. Radari ve elektronik devreyi korumak üzere ve tüzenin istenen RF performansini garanti etmek üzere radom (10), optimum tasarim, malzemeler ve imalat teknigi kullanilarak üretilir. Alçi kaliba döküm, kaliplama, ekstrüzyon, pres veya sicak pres yoluyla hazirlanamayan büyük, asimetrik ve kompleks tasarimli seramikleri yapmaya yönelik olarak kullanilan standart bir üretim teknigidir. Bu nedenle siklikla, seramik füze radomlarinin üretiminde kullanilir. Bu teknikte seramik tozu önce optimize edilmis reolojiye sahip sulu bir çözelti içinde hazirlanir ve daha sonra alçi kaliplara dökülür. Sulu karisimin suyu, gözenekli alçidan filtrelendiginde seramik, alçinin duvarlari üzerinde yigilir ve belirli bir kalinliga ulasir. Ampirik yöntemler ile belirlenen bir zaman zarfindan sonra döküm seramik, kaliptan çikarilir, kurutulur ve akabinde sinterlenir. Bu prosesten sonra isleme ve cilalama islemleri, istenen geometrik toleranslari elde etmek amaciyla radom yüzeyi üzerinde ve altinda gerçeklestirilir. Füze radomlari ayrica, LAS (Lityum Alüminyum Silikat) ve MAS (Magnezyum Alüminyum Silikat) bazli cam seramikler kullanilarak imal edilir. Bu materyaller, camin eritilmesi, dökülmesi ve akabinde firinlanmasi yoluyla hazirlanir. Firinlama prosesi araciligiyla amorf camin, cam kristallestirme yoluyla kristalin yapisina kademeli olarak dönüstürüldügü çekirdeklenme ve kristalizasyon adimlarindan Radom üretiminin her iki yönteminde teknik parametrelerin kontrolü zordur, verimlilik sinirlidir ve döküm sonrasi isleme islemlerinde alet/proses kayiplari yüksektir. Bu nedenlerden dolayi üç boyutlu baski, yüksek verimlilik ve getiride radom üretimine yönelik uygun bir teknik olarak ortaya çikar. Bu teknik araciligiyla genis bir frekan bandinda yüksek elektromanyetik geçirgenligi saglayan çok katmanli tabakali yapilari gelistirmek mümkündür. Buna uygun olarak, 1. malzemelerin ince oldugu ve yüksek dielektrik sabite sahip olan iç ve dis katmanlari içeren (A); ve malzemenin kalin oldugu ve düsük dielektrik sabitine sahip olan orta katmani içeren (B) düzenlemeler (Sekil 2A), 2. malzemelerin kalin oldugu ve düsük dielektrik sabite sahip olan iç ve dis katmanlari içeren (8); ve malzemenin ince oldugu ve oldukça yüksek dielektrik sabitine sahip olan orta katmani içeren (A) düzenlemeler (Sekil 3. her bir katmanin yogunluk / dielektrik sabiti `Özelliklerinin degiskenlik gösterdigi islevsel olarak kademeli malzemelerden olusturulan düzenlemeler (A, A', A") (Sekil 20), 4. RF arayicisinin pozisyonuna göre dikey olarak farkli segment (A, B, C) malzemelerinden olusturulan düzenlemeler (Sekil 2D), üç boyutlu baski ile gelistirilebilir. Seramik füze radomlarinin üç boyutlu baskinin, alçi kaliba d'oküm tekniginden temelde ayrildigi noktalar asagidaki sekilde kisaca açiklanabilir: Tasarim, herhangi bir alete yönelik ihtiyaç olmaksizin CAD (Bilgisayar destekli tasarim) dosyadan yaziciya dogrudan aktarilir. Bu nedenle ürüne degisiklikler ve iyilestirmeler, bilgisayar üzerinde hizli bir sekilde gerçeklestirilir. Bu durum, diger bilesenler (flans ve benzeri) ile radomun düzeneginde ilave avantajlar Bu, otomatiklestirilmis bir prosestir ve operatörden bagimsizdir. Bu nedenle son Kalip/negatif kalip bilesenlerinin maliyetli ve zaman alici tasarimi ve üretimi gerekmez. Kullanilan baglayicinin yapisina göre bu, baskili alt tabakanin, yas halde diger bir deyisle sinterlenmeden önce islenmesine olanak saglar, bu durumun, sinterli yapinin islenmesine kiyasla saglanmasi çok daha hizlidir. Bu sekilde ürün, firinlamadan sonra istenen degerlere yakin toleranslar ile elde edilir. Bu sekilde bu durum, katmali ve çikarmali proseslerin birlikte kullanilabildigi bir üretim y'ontemini saglar. Bu, çukurlar, çikintilar, girintiler gibi kompleks sekilleri üretmek üzere ideal bir üretim yöntemidir. Bir malzeme, çok nozüllü bir uç kullanilarak bir diger malzemenin üst kismi üzerine basilabilir. Bu, ayni cihaz platformu üzerine radomun birçok tasariminin es zamanli olarak basilmasi yoluyla seri özellestirmeyi saglar. Buna uygun olarak bu durum. farkli ürün tasarimlarinin hizli test edilmesine (bir maket olarak veya nihai versiyonda) olanak saglar. - Piyasaya sürüssüresi kisaltilmistir. - Klasik olarak imal edilen ürünler ile kiyasla malzeme özelliklerinde hiçbir kayip yoktur. - Enerji ve malzeme kaybi minimuma indirilir ve israf azaltilir. Bir üretim yöntemi olarak düsünüldügünde en yüksek çözünürlük, seramiklerin üç boyutlu baskisinda litografi teknigi yoluyla saglanir. Bu yöntemde radom malzemesi, diger bir deyisle bir seramik veya cam-seramik tozu, belirli bir oranda fotokürlenebilir organik bir baglayici ile karistirilir. Karisimin reolojisinin belirlenmesi ve optimizasyonu, önemli bir prosestir. Karisim içinde baglayici, iki temel isleve sahiptir: (1) Seramik toz ve organik baglayicinin birlikte tutulmasi; (2) bilesimi içinde foto baslatici tarafindan kati "yas gövde" kivamina karisimin dönüstürülmesi. Olusturma prosesinde en önemli parametreler, baskili katmanin kalinligi, kullanilan isik kaynaginin yogunlugu ve isiga maruziyet süresidir. Uretim prosesi, isik kaynagindan enerjinin, baglayicidaki foto baslaticiyi aktive ettiginde baslatilir. Bu sekilde yeni radikaller, dogrudan veya diger moleküller ile reaksiyon araciligiyla olusturulur. Bu proses, foto polimerizasyon olarak adlandirilir. Her bir katman basildiktan sonra foto kütleme uygulanir ve proses, baski nesnesi tamamlanana kadar tekrar edilir. Katmanlarda baskili nesne, kurutulduktan sonra sinterlemeye yönelik hazir hale gelir. Sinterleme prosesi, üç boyutlu baskida en temel adimlardan biridir. Yapida organik baglayicinin ayrilmasi ve gazindan arindirilmasi, düsük sicakliklarda (< ve duyarli isitma oranlarinda (< 1 °C /dakika) gerçeklestirilir. Bunun yapilmasinin amaci, ayirma prosesi sirasinda meydana gelebilen çatlaklari önlemektir. Bu nedenle dilatometre, TGA (Termo Gravimetrik Analiz) ve DSC (Diferansiyel Taramali Kalorimetri) gibi analitik yöntemlerin, önemli isleme sicakliklari ve isitma prosesini belirlemek üzere kullanilmasi gerekir. Firinlamada diger önemli sicakliklar, içinde seramik malzemenin özelliklerini kazandigi Sinterleme sicakligi, süresi ve atmosferidir. Bu sicaklikta malzeme, yüksek yogunluga ulasir ve ortaya çikan mikroyapi, malzemenin uygulamada sahip olacagi 'Özellikleri belirler. Sinterli malzeme, "nete yakin sekil" boyutlarinda olmasina ragmen bu, nihai toleranslara uymak üzere islemeye ilerletilir. Açik literatürde Litografi bazli Seramik Imalati (LCM) yöntem kullanilarak üç boyutlu baskili materyaller, Al ve SI3N4'tür (Silikon nitrit). Yüksek saflikta hammaddeden yapilmis bu malzemelerin, teorik yogunluklarinin %99,una sahip oldugu ve mekanik ve elektriksel özelliklerinin, diger yöntemler yoluyla üretilen ayni malzemelerin özellikleri ile kiyaslanabilir veya bunlardan üstün oldugu belirtilir. Bunun ile birlikte bunlar oldukça küçük yapilardir. Seramik füze radomlarinin boyutu göz önünde tutuldugunda daha küçük nesnelere yönelik gelistirilen Iitografi tekniginin, sadece orta/uzun dönemde daha kapsamli bir çözüm olmasi beklenmektedir. Ekstrüzyon ile bu tür yapilarin üretimi, baskinin daha düsük çözünürlügüne ragmen büyük seramik radomlari prototiplendirmeye yönelik daha uygun bir yaklasimdir. Bu teknikte optimize reolojiye sahip seramik sulu karisim, nozülden yari otomatik bir sistem ile üç boyutlu olarak basilir. Nesne akabinde kurutulur ve sinterlenir. Birçok ekstrüzyon nozülü, birbirinin üst kismi üzerine birçok malzemeyi basmaya yönelik olarak kullanilabilir. Baski cihazi, her bir istenen materyale yönelik özel kartuslar veya borular ile beslenir. Her bir kartus/tüp, tek bir nozüle baglanabilir ve katmanlarin baski sirasina göre makine tarafindan yüksek basinç uygulanarak aktive edilebilir. Çok katmanli seramik yapilarin basilmasina en büyük engel, termal genlesme katsayilarinin uyusmazligindan dolayi katmanlar arasinda açilma ve çatlaklarin olusumudur. Bu sorun siklikla, yükseltilmis sicakliklarda es zamanli olarak firinlanan kapasitürler, piezo aktüatürler, seramik modüller, yakit hücreleri ve kalin filmli sensbrler gibi çok katmanli seramik yapilarda görülebilir. Ergitilmis Si02 (Silikon dioksit), Si3N4(Silikon nitrit), RBSN (Reaksiyona Bagli Silikon Nitrit), A|, LAS (Lithium Alüminyum Silikat) (1Li (2MgO.2Al203.5Si02) ve benzer malzemeler, mevcut bulusta açiklanan seramik/cam seramik radom materyallerinin örnekleridir. Genis bantli yüksek elektromanyetik geçirgenligi saglamak üzere bu malzemelerin, çok katmanli olarak basilmasi gerekir. (Sekiller 2A, 28, 20, 2D). Sinterleme sirasinda katmanlar arasinda termo-mekanik uyumluluk, radomdan beklenen elektromanyetik, termal, mekanik, termo-mekanik performans gereksinimlerini bozmayan geçis malzemeleri (tamponlar) kullanilarak mümkündür. Bu malzemelerin olusumu, materyal safligi, partikül boyutu ve dagilimi, form etkenleri (toz, vaks, plaka), tasarimlar (tek/çok kaplamali baski, farkli modeller), baski kalinliklari, sicaklik, nem orani, korozyon direnci, matriks malzemesi ile uygun olarak dikkatli bir sekilde optimize edilmelidir. Mevcut bulus, seramik katmanlar arasinda CTE (Termal Genlesme Katsayisi) uyusmazligini telafi eden bir geçis malzemesi olarak camin kullanimini içerir. Cam, yakin katmanlari kabul etmek üzere farkli özellikler ve form etkenlerinde (toz, macun, eriyik) formüle edilebilmesi ve hazirlanabilmesi nedeniyle katmanlar arasi bir malzeme olarak etkili bir geçis malzemesidir. RF uygulamalarinda kullanilan camlar, ag modifiye edici oksitler ile ag Olusturucu oksitlerin karistirilmasi yoluyla üretilir. Ag Olusturucu oksitler, yüksek erime noktasi ve viskoziteye sahip Si02 (Silikon dioksit-silikat cam) ve düsük viskoziteli BzOs'tür (Boron trioksit-borat cam). Ek olarak periyodik tablodan 1A ve 2A gruplarindan ag degistirici oksitler [Na20 (Sodyum oksit), K20 (Potasyum oksit), Li20 (Lityum oksit), CaO (Kalsiyum oksit), MgO (Magnezyum oksit), BaO (Baryum oksit)] ve PbO (Kursun oksit), Si02 içine, 8203 içine veya birlikte iki oksidin bilesimi içine katilir. Degistirici oksitler, cama baglanmayan oksit yerlerinin olusturulmasi yoluyla yapinin açilmasini kolaylastirir, bu sekilde ayni anda CTE ve iyonik iletkenlik arttirilir. Bunlardan ayri olarak ayrica, camin bilesimine göre bir ag Olusturucu olarak veya bir ag degistirici olarak katki saglayan ara ürün oksitleri (AI, Bi203 (bizmut(lll) oksit), TeO2 (Tellurium dioksit)) olarak adlandirilan cam bilesimi Onceden bahsedilen gruplardaki camlarin kullanilmasi yoluyla çekici özelliklere sahip sinirli sayida yeni cam bilesimleri elde edilebilir. Onemli olan, basilacak yigin radom katmanlarinin termo-mekanik ve kimyasal özelliklerine sahip seçilmis camin uyumlulugudur. Ayrica camin, yüksek termal sok direncine yonelik küçük bir CTE degerine sahip olmasi tercih edilir. Tablo 1, Pb-B-Si oksitlerin bir islevi olarak PbO- BzOa-SiOz sistemine yönelik Ts (Yumusama Sicakligi), CTE, dielektrik sabit (E), dielektrik kayip (tg ö) degerlerinin varyasyonunu gösterir [1]. BaO-AlzOs, Li20-BzOa-SIO2, Li2O-BzOs-SiO2-CaO-AI203, BaO-BzOa-SIO2 cam gruplarinda bilesimlerin kombine edilmesi yoluyla yigin radom katmanlari ile uyumlu yeni camlar üretilebilir [1]. Cam, bilesimi, kalinligi, sekli ve çevre üzerinde etkisi göz önünde tutularak dikkatli bir sekilde gelistirilmelidir. Tablo 1. Cam Bilesime Bagli olarak Malzeme Ozellikleri Malzeme (Agirlikça%) Ts (°C) CTE (ppm/K) s tg ö (@ 1 MHz) Cam seramik radom malzemeleri, uygun bir cam kullanilarak veya bilesimleri içinde bilesenlerin oranlari degistirilerek (herhangi bir ekstra cam gerekmeksizin) birçok katmanda basilabilir. Ornegin Li2O-AI2Os-Si02 bazli LAS cam seramik, farkli hazirlanabilir veya sadece çekirdeklenme ve kristalizasyon proseslerinde proses parametreleri degistirilerek farkli fiziksel, mekanik, termal, elektriksel özellikler ile gelistirilebilir. islevsel olarak kademeli bir yapi (Sekil 2C) veya segmentli bir yapi (Sekil 2D) üretmek üzere cam bilesim degistirilerek birçok ekstrüder nozülünden katmanlari basmak mümkündür. Onceki açiklamalarin isiginda bulus, asagidaki adimlardan olusan genis birfrekans bandinda yüksek elektromanyetik geçirgenligi saglayan çok katmanli seramik/cam- seramik radomlari 'üretmek 'üzere 3D baski teknolojisini kullanan bir yöntemdir. o partikül paketlemeyi arttiran yeterli organik baglayicilar ile her bir katmana yönelik olarak seçilen en az bir seramik/cam-seramik tozun önceden belirlenen bilesimlerinin karistirilmasi yoluyla ve çok noz'üll'u 3D baski makinesinin tekli konteynerleri (kartus, tup ve benzeri) içine her bir karisimin (katman) doldurulmasi yoluyla basilacak besleme malzemesinin hazirlanmasi, o burada cam olarak belirtilen ancak diger camsi materyallere kadar genisletilebilen katmanlar arasi geçis materyaline yönelik adimin ((i)) tekrar edilmesi. i istenen radomun 'üç boyutlu modelinin bilgisayar destekli bir tasarim dosyasinin hazirlanmasi ve dosyanin 3D baski makinesine aktarilmasi, o seramik ve geçis katmanlarinin baski sirasi ile uygun olarak 3D baski makinesinde çok noz'üll'u ekstr'üzyon baski prosesinin baslatilmasi, . katmanlar içine basilmis yas gövdenin kurutulmasi, o firinlamadan sonra nesneyi son sekline daha yakin hale getirmek üzere yas gövdenin islenmesi, o baskili yas gövdenin sinterlenmesi ve söz konusu katmanlar arasinda CTE (Termal Genlesme Katsayisi) uyusmazligindan kaynaklanan çatlaklari önlemek üzere katmanlar arasi cam elementlerinin kullanimini içerir. Bu bulusta bahsedilen çok nozi'Jlli'J ekstr'üzyon prosesi ve katmanlar arasinda CTE uyusmazligindan kaynaklanan çatlaklari önlemek üzere katmanlar arasi elementlerinin kullanimi yoluyla çok katmanli seramik/cam-seramik radomlarin baskisi, farkli uygulamalara yönelik olarak göz önünde tutulabilir ve gelistirilebilir. Süper ve hipersonik hizlarda ve genis/dar frekansli bantta çalisan füze radomlari, yüksek hizli uçak veya bunlarin bilesenlerine yönelik gereken yapilar, elektromanyetik pencereler ve kapaklar, örnekler olarak verilebilir. REFERANSLAR TR TR TR TR TR TR TR DESCRIPTION 3D PRINTING OF MULTI-LAYER CERAMIC MISSILE RADOMES USING INTERLAYER TRANSITION MATERIALS Technical Field The invention relates to the 3D printing of ceramic missile radomes. Specifically, the invention relates to a method utilizing 3D printing technology to produce multilayer ceramic and glass-ceramic radomes that provide high electromagnetic permeability over a wide frequency band and to the use of interlayer materials to prevent defects related to shrinkage mismatch between the layers of the radome during the sintering process. Previous Art Ceramic-based missile radomes (radar enclosure, radar dome) are conventionally produced by plaster mold casting. This technique is suitable for fabricating ceramic radomes with constant wall thickness that operate at a specific RF (Radio Frequency). Furthermore, multi-layer sandwich structures are needed for radomes with high electromagnetic permeability and operating over a wide frequency band. 3D printing techniques offer a flexible manufacturing model for the rapid, efficient, and repeatable production of such structures. 3D printing is used to develop specifically designed products that are difficult to produce using standard techniques. In its traditional application, the technique involves melting plastics at low temperatures and extruding the melt through a nozzle. Due to the high equipment costs and limited interdisciplinary work required to develop the desired materials, 3D printing of ceramics for production purposes has gained momentum in the last decade. The procedure followed in 3D printing of ceramics is no different from that of conventional production technologies. Accordingly, ceramic powder is first mixed to ensure homogeneity, then shaped and sintered. Industrial 3D printing of ceramic materials proceeds in two directions. In the first approach, complex and small products (<10 cm x 10 cm x 10 cm) are printed at high resolution (µm level). In the second approach, larger products (cm x 30 cm x 30 cm) are printed rapidly at lower resolution (mm level). The common ground between these two approaches is the fundamental need to thoroughly examine and develop optimized printing techniques and production processes for each material in question. Printing of small and complex ceramics can be categorized as direct or indirect printing. In direct printing, the layer to be printed is sintered with a high-energy source (laser, electric field, electron beam) without additional materials, and the process is repeated for each new layer. SLS (Selective Laser Sintering), SLM (Selective Laser Melting), and SPS (Spark Plasma Sintering) are techniques used in this field. In indirect printing, ceramic powder is mixed with an organic additive that pre-densifies each layer. This material acts as a binder, activated by heat or UV treatment to pack the ceramic powder more closely. The object can be printed and subsequently sintered using lithographic techniques such as LOM (Laminated Object Manufacturing), FDM (Fused Deposition Modeling - Extrusion Without Nozzle Heating), DLP (Digital Light Processing), and Lithography-Based Ceramic Processing (LCP). Among these techniques, lithography provides more precise and reproducible results. In this technique, ceramic powder is mixed with a light-curable organic binder, which is then printed and exposed to light. This step activates the photoinitiator in the structure, initiating the photopolymerization process. After all the layers are printed using this procedure, the printed object is sintered. Many industries already use 3D printed ceramic parts, which has influenced 3D ceramic printer manufacturers to develop printers for larger ceramics with faster speeds and higher resolution. Extrusion is the most suitable technique for mass printing larger ceramics. The technique relies on extruding a ceramic slurry with optimized viscosity and plasticity through the printer's nozzle and printing it layer by layer using a semi-automatic machine. One application in research on three-dimensional ceramic printing is patent application no. TWI, titled "Manufacturing method of three-dimensional ceramics and composition thereof." This application involves printing a single-layer ceramic product using a 3D printer and glazing and firing the resulting object. Another application is a patent application no. CN, titled "Ceramic 3D printing method." The application involves the production of single-layer ceramic products by mixing ceramic powders with a binder and using the SLS (Selective Laser Sintering) method in 3D printers. There is no information available in the open literature on the 3D printing of multilayer ceramic radomes, nor is there any information on the use of interlayer materials to prevent product defects due to thermomechanical incompatibility between the stacked layers of the radome. Ceramic missile radomes are manufactured using the plaster mold casting technique. This technique is one of the oldest and most common methods used to produce large and complex ceramics. In this technique, ceramic particles are dispersed and stabilized in a 3qu or organic carrier, and then cast into pre-prepared plaster molds in the shape of the radome. As water permeates the mixture through the porous structure of the plaster mold, the ceramic particles accumulate on the mold surface. The thickness of the deposited material is determined experimentally and as a function of time. Mix properties (solid/liquid ratio, mixture stability, grain size, and particle distribution), mold material (gypsum/water ratio, gypsum pore size and distribution), ambient temperature and humidity, and the operator's knowledge, experience, and skills are the main factors that directly affect product quality. Upon completion of deposition, the remaining slurry is discharged. After drying, the part is removed from the mold and left at room temperature for a few days. In the next process, the ceramic is sintered in a furnace and reaches its final density and microstructure. Because there is no thickness control, the parts leaving the furnace are machined to meet the desired tolerances at the micron level. Considering all these processes, in plaster mold casting production: - Prototyping and product development processes are lengthy and depend on the meticulous and simultaneous control of many parameters. Therefore, this technique is not a flexible or reproducible production technique. - The rough thickness is achieved in millimeters after sintering, and the desired final thickness is achieved by machining the part to meet the tolerances. This process is not only time-consuming, but also: (1) shortens tool life on CNC (Computer Numerical Control) machines; (2) increases production costs; (3) It causes cracking in thin-walled products. - The deposited thickness is limited by the pores in the mold, which close over time. - Productivity depends on the operator's technical knowledge, experience, and skill. - Reproducible production of multilayer materials with this technique takes a long time. The open literature does not mention the 3D printing of multilayer ceramic radomes and the technical problems encountered in this process. Difficulties arising from specific technical processes need to be addressed through technological advancements. Cracks or delamination due to thermal expansion differences between layers during the sintering process are among the issues that need to be addressed. Consequently, due to the aforementioned disadvantages and the inadequacy of existing solutions, technical improvements have become necessary. Brief Description of the Invention The present invention relates to the 3D printing of multilayer ceramic missile radomes using interlayer transition materials that meet the aforementioned requirements. The primary objective of the invention is to provide a method utilizing 3D printing technology to fabricate multilayer ceramic and glass-ceramic radomes that will provide high electromagnetic transmittance across a wide frequency band. Another objective of the invention is to minimize defects resulting from thermomechanical incompatibility between the stack layers of the radomes during sintering in the 3D printing of multilayer ceramic and glass-ceramic radomes using glass and similar materials. Another object of the invention is the direct transfer of the three-dimensional design of the ceramic radome as a CAD (Computer Aided Design) file to a 3D printing machine, which facilitates the rapid application of design-related modifications to the radome on the computer. Another object of the invention is to provide an automated, operator-independent, and repeatable manufacturing method for manufacturing multi-layer ceramic Missile radomes. Another object of the invention is to provide a manufacturing method that eliminates the costly and time-consuming design and manufacturing of mold/negative mold components using 3D printing technology. Another object of the invention is to provide a manufacturing method that allows the printed substrate to be processed in the wet state, i.e., before sintering, depending on the nature of the binder used. This process is much faster than machining the sintered structure. In this way, the product is obtained with tolerances closer to the desired values after sintering. Additive and subtractive processes can be used together in the development of printed products. Another object of the invention is to produce multilayer ceramic missile radomes having any complex shape such as pits, protrusions, recesses, and similar geometries. Another object of the invention is to produce multilayer ceramic missile radomes using a multi-nozzle extrusion method to print a new material over a previously printed different material. Another aim of the invention is to enable mass customization by printing objects with different designs simultaneously on the same device platform using 3D printing technology. Accordingly, this allows for rapid testing of different product designs (either as a mock-up or in the final version). Another aim of the invention is to shorten the time to market in the production of multilayer ceramic missile radomes. Another aim of the invention is to reduce waste and minimize energy and material loss in the production of multilayer ceramic missile radomes from conventionally manufactured products. In order to achieve the above mentioned purposes, the invention is a method using 3D printing technology to produce multi-layered broadband ceramic and glass-ceramic missile radomes providing high electromagnetic permeability, comprising the following steps; preparing the feed material to be printed by mixing predetermined compositions of at least one ceramic/glass-ceramic powder selected for each layer with organic binders that increase particle packing and filling each mixture (layer) into single containers (cartridges, tubes etc.) of the multi-nozzle 3D printing machine, repeating step ((i)) for the interlayer transition material, herein referred to as glass but which can be extended to other glassy materials. preparing a computer-aided design file of the desired three-dimensional model of the radome and transferring the file to the 3D printing machine, starting the multi-nozzle extrusion printing process on the 3D printing machine in accordance with the printing order of the ceramic and transition layers, purifying the organic binder from the printed flat body as the ceramic and transition layers, processing the flat body to bring the object closer to a near-net shape after firing, sintering the printed flat body. In order to fulfill the objectives of the invention, the method also includes the step of using glass and similar materials to prevent cracks and opening caused by CTE (Coefficient of Thermal Expansion) mismatch between the radome layers. In order to achieve the objectives of the invention, the method further comprises a dry body processing step after step ((v.)). In order to achieve the objectives of the invention, the binder separation process is carried out at temperatures below 500 ° C and heating rates of less than 1 ° C/min for separation of the organic binder and purification of the gas. In a preferred embodiment of the invention, the layers are selected from ceramic/glass-ceramic materials to form a multi-layer radome with a layered structure in which the inner and outer layers are thin and have a high dielectric constant and the middle layer is thick and has a relatively low dielectric constant. This structure consisting of the described layers can be prepared as repeating units. In a preferred embodiment of the invention, the layers are selected from ceramic/glass-ceramic materials to form a multi-layered radome with a layered structure, where the inner and outer layers are thick and have a low dielectric constant and the middle layer is thin and has a relatively high dielectric constant. This structure, consisting of the described layers, can be prepared as repeating units. In another preferred embodiment of the invention, said layers are selected from the group consisting of SiO2 (Silicon dioxide), Si, RBSN (Reaction Bound Silicon Nitride), Al2Os (Aluminum oxide), SiAlON (Silicon alumina nitride), LAS (Lithium Aluminum Silicate), MAS (Magnesium Aluminum Silicate). is a glass-ceramic material composed of Lithium-Aluminum-Silicate oxides in proportions varying around the main composition and MAS is a glass-ceramic material composed of Magnesium-Aluminum-Silicate oxides in proportions varying around the main composition 2MgO.2Al2O3.SSiO2. Other oxide and non-oxide materials having suitable electromagnetic properties can also be prepared according to the techniques and procedures disclosed in this invention. In order to achieve the objects of the invention, the said glass is selected from the group consisting of interlayer elements, silicate glass oxides, borate glass oxides, modifying oxides from groups 1A and 2A of the periodic table and compositions of said glass oxides and intermediate oxides. The silicate glass mentioned herein is SiO2 (Silica dioxide); The borate glass in question is BzOs (Boron trioxide); the modifying oxides in question are Na2O (Sodium oxide), K2O (Potassium oxide), Li2O (Lithium oxide), CaO (Calcium oxide), MgO (Magnesium oxide), BaO (Barium oxide) or PbO (Lead oxide); and the intermediate oxides in question are Al, Bi2O3 (bismuth III oxide) or TeO2 (Telurium dioxide) [1 ,2]. In a preferred embodiment of the invention, said glass interlayer elements are PbO-BzOa-SiOz (PBS), ZnO-Bzos (ZB), BaO-ZnO-Bzos (BZB), Lazoa-BzOa-ZnO (LBZ), BaO-Al, Li2O-BzOs-SIO2-. The invention also includes multilayer ceramic/glass-ceramic radomes produced by the said method. The radome structures mentioned herein are used in missile radomes operating at supersonic and hypersonic speeds and in wide/narrow frequency bands or in electromagnetic windows and covers in the required arrangements for high-speed aircraft or their components. The structural and characteristic features and all advantages of the invention set out in the figures below and in the detailed description made reference to these figures will be clearly understood, so the evaluation should be made taking these figures and the detailed description into consideration. Brief Description of the Figures Figure 1 is a general view of a typical missile and radome structure. Figure 2A is a cross-sectional view of an A-layer radome structure that can be produced by 3D printing. Figure 28 is a cross-sectional view of a B-layer radome structure that can be produced by 3D printing. Figure 2C is a cross-sectional view of a FGM (Functionally Graded Material) radome structure that can be produced by 3D printing. (The direction of material A changes gradually in (A', A").) Figure 2D is a cross-sectional view of a multi-segment (A, B, C) radome structure by three-dimensional printing. Reference Numbers 1 Missile Radome Radar Flange A, ceramic/glass-ceramic radome material A' having a higher dielectric constant than (B), ceramic/glass-ceramic radome material A" having a dielectric constant/density different from (A), ceramic/glass-ceramic radome material B having a dielectric constant/density different from (A or A'), ceramic/glass-ceramic radome material C having a dielectric constant different from (A or B)* Detailed Description of the Invention In this detailed description, the three-dimensional printing of multi-layer ceramic missile radomes of the invention is described only The radome (10) is described for a better understanding of the subject and without any limiting effect. Figure 1 shows a typical image of missile (1) showing the radar (20) protected by a radome (10) and the flange (30) structure to which it is connected. The ceramic radome (10) is one of the most important components of missiles (1) flying at high speeds. This is mainly due to the temperatures arising from aerodynamic friction, which can reach up to 1000 °C5 in the nose of the radome (10) in a very short time, and the acceleration loads arising from sudden maneuvers on the radome (10). The radome (10) is manufactured using optimum design, materials and manufacturing technique to protect the radar and the electronic circuit and to guarantee the desired RF performance of the entity. Large, asymmetric and It is a standard production technique used to produce ceramics with complex designs. Therefore, it is frequently used in the production of ceramic missile radomes. In this technique, ceramic powder is first prepared in an aqueous solution with optimized rheology and then cast into plaster molds. When the water from the aqueous mixture is filtered through the porous plaster, the ceramic is deposited on the plaster walls and reaches a specific thickness. After a time period determined by empirical methods, the cast ceramic is removed from the mold, dried, and then sintered. After this process, machining and polishing operations are performed on and under the radome surface to achieve the desired geometric tolerances. Missile radomes are also manufactured using glass-ceramics based on LAS (Lithium Aluminum Silicate) and MAS (Magnesium Aluminum Silicate). These materials are produced by melting, casting, and subsequently firing glass. Radome production is prepared. Radome production involves the nucleation and crystallization steps, where amorphous glass is gradually transformed into a crystalline structure through glass crystallization through a firing process. In both methods, control of technical parameters is difficult, productivity is limited, and tool/process losses in post-casting processing are high. For these reasons, 3D printing emerges as a suitable technique for radome production with high productivity and efficiency. With this technique, it is possible to develop multilayered structures that provide high electromagnetic permeability over a wide frequency band. Accordingly, arrangements can be made for: 1. (A) where the materials are thin and contain inner and outer layers with high dielectric constants; and (B) where the materials are thick and contain a middle layer with a low dielectric constant (Fig. 2A); 2. (8) where the materials are thick and contain inner and outer layers with low dielectric constants; and 4. Arrangements made of functionally graded materials (A, A', A") (Figure 20), each layer having a thick and very high dielectric constant. 4. Arrangements made of materials with different vertical segments (A, B, C) according to the position of the RF seeker (Figure 2D), can be developed by 3D printing. The fundamental differences of 3D printing of ceramic missile radomes from plaster mold casting technique can be briefly explained as follows: The design is transferred directly from a CAD (Computer Aided Design) file to the printer without the need for any tools. Therefore, changes and improvements to the product are quickly carried out on the computer. This is achieved by the other components (flange and Additional advantages in the radome assembly are: This is an automated process and operator-independent. Therefore, the costly and time-consuming design and production of final mold/negative mold components is not required. Depending on the binder used, this allows the printed substrate to be processed before sintering, which is much faster than processing the sintered structure. In this way, the product is obtained with tolerances close to the desired values after firing. This allows a production method that combines additive and subtractive processes. This is an ideal production method for producing complex shapes such as pits, protrusions, and recesses. One material can be printed on top of another using a multi-nozzle tip. This allows the radome to be printed on the same device platform. It enables mass customization by printing multiple designs simultaneously. This, in turn, allows for rapid testing of different product designs (as a mock-up or in the final version). Time to market is shortened. There is no loss of material properties compared to conventionally manufactured products. Energy and material losses are minimized, and waste is reduced. As a production method, the highest resolution is achieved in 3D printing of ceramics using lithography. In this method, the radome material, in other words, a ceramic or glass-ceramic powder, is mixed with a photocurable organic binder in a specific ratio. Determining and optimizing the rheology of the mixture is a key process. The binder in the mixture serves two primary functions: (1) holding the ceramic powder and the organic binder together; (2) solidifying the photoinitiator within the composition. The most important parameters in the build process are the thickness of the printed layer, the intensity of the light source used, and the duration of light exposure. The build process begins when energy from the light source activates the photoinitiator in the binder. In this way, new radicals are generated, either directly or through reactions with other molecules. This process is called photopolymerization. After each layer is printed, a photopolymer is applied, and the process is repeated until the printed object is complete. The layered printed object is ready for sintering after drying. The sintering process is one of the most fundamental steps in 3D printing. The separation and degassing of the organic binder in the structure occurs at low temperatures (<1°C/min) and sensitive heating rates (<1°C/min). The purpose of this is to prevent cracks that may occur during the separation process. Therefore, analytical methods such as dilatometry, TGA (Thermo Gravimetric Analysis), and DSC (Differential Scanning Calorimetry) should be used to determine the important processing temperatures and the heating process. Other important temperatures in firing are the sintering temperature, time, and atmosphere in which the ceramic material acquires its properties. At this temperature, the material reaches high density, and the resulting microstructure determines the properties that the material will have in its application. Although the sintered material has "near-net" dimensions, it is processed to meet final tolerances. In the open literature, 3D printed materials using the Lithography-Based Ceramic Manufacturing (LCM) method are Al and Si3N4 (Silicon Nitride). These materials, made from high-purity raw materials, are said to have 99% of their theoretical density, and their mechanical and electrical properties are comparable to or superior to those of the same materials produced by other methods. However, these are quite small structures. Considering the size of ceramic missile radomes, the lithography technique, developed for smaller objects, is expected to become a more comprehensive solution only in the medium to long term. The production of such structures by extrusion, despite the lower printing resolution, is a more suitable approach for prototyping large ceramic radomes. In this technique, a ceramic slurry with optimized rheology is printed three-dimensionally from a nozzle by a semi-automatic system. The object is then dried and sintered. Multiple extrusion nozzles can be used to print multiple materials on top of each other. The printing device is equipped with specialized cartridges or tubes for each desired material. Each cartridge/tube can be connected to a single nozzle and activated by the machine by applying high pressure according to the printing order of the layers. The biggest obstacle to printing multilayer ceramic structures is the formation of gaps and cracks between the layers due to the mismatch of thermal expansion coefficients. This problem is frequently encountered in multilayer ceramic structures such as capacitors, piezo actuators, ceramic modules, fuel cells and thick-film sensors that are simultaneously fired at elevated temperatures. Fused SiO2 (Silicon dioxide), Si3N4 (Silicon nitride), RBSN (Reaction-Bound Silicon Nitride), Al, LAS (Lithium Aluminum Silicate) (1Li (2MgO.2Al2O3.5SiO2)) and similar materials are used in the ceramic/glass-ceramic described in the present invention. These materials are examples of radome materials. To achieve broad-band high electromagnetic permeability, these materials must be printed in multilayers (Figures 2A, 28, 20, 2D). Thermomechanical compatibility between layers during sintering is possible by using transition materials (buffers) that do not compromise the electromagnetic, thermal, mechanical, and thermomechanical performance requirements expected of the radome. The formation of these materials must be carefully optimized in accordance with material purity, particle size and distribution, form factors (powder, wax, plate), designs (single/multi-coat printing, different models), print thickness, temperature, humidity, corrosion resistance, and matrix material. The present invention involves the use of glass as a transition material that compensates for the CTE (Coefficient of Thermal Expansion) mismatch between ceramic layers. Glass is designed to accept adjacent layers. It is an effective transition material between layers because it can be formulated and prepared in different properties and form factors (powder, paste, melt). Glasses used in RF applications are produced by mixing network-modifying oxides with network-forming oxides. Network-forming oxides are SiO2 (silicon dioxide-silicate glass), which has a high melting point and viscosity, and BzOs (boron trioxide-borate glass), which has a low viscosity. In addition, network-modifying oxides from groups 1A and 2A from the periodic table [Na2O (Sodium oxide), K2O (Potassium oxide), Li2O (Lithium oxide), CaO (Calcium oxide), MgO (Magnesium oxide), BaO (Barium oxide)] and PbO (Lead oxide) can be added to SiO2, 82O3, or both together. Modifier oxides facilitate the opening of the structure by creating oxide sites that are not bonded to the glass, thus simultaneously increasing the CTE and ionic conductivity. In addition to these, intermediate oxides (Al, Bi2O3 (bismuth(III) oxide), TeO2 (Tellurium dioxide)), which contribute as a network former or as a network modifier, depending on the composition of the glass, are also called glass compositions. By using glasses from the previously mentioned groups, a limited number of new glass compositions with attractive properties can be obtained. The important thing is the compatibility of the selected glass with the thermo-mechanical and chemical properties of the stack radome layers to be printed. It is also preferred that the glass has a small CTE value for high thermal shock resistance. Table 1 shows the properties of Pb-B-Si oxides as a function of It shows the variation of Ts (Softening Temperature), CTE, dielectric constant (E), dielectric loss (tg ö) values for the PbO-BzOa-SiOz system [1]. By combining the compositions in the glass groups BaO-AlzOs, Li2O-BzOa-SIO2, Li2O-BzOs-SiO2-CaO-Al2O3, BaO-BzOa-SIO2, new glasses compatible with stack radome layers can be produced [1]. The glass should be developed carefully considering its composition, thickness, shape and environmental impact. Table 1. Material Properties Depending on the Glass Composition Material (Weight%) Ts (°C) CTE (ppm/K) s tg ö (@ 1 MHz) Glass-ceramic radome materials can be developed by using a suitable glass or by changing the proportions of the components in their composition (any extra glass For example, Li2O-Al2Os-SiO2 based LAS glass-ceramic can be prepared differently or developed with different physical, mechanical, thermal and electrical properties by simply changing the process parameters in the nucleation and crystallization processes. It is possible to print layers from multiple extruder nozzles by changing the glass composition to produce a functionally stepped structure (Figure 2C) or a segmented structure (Figure 2D). In light of the previous explanations, the invention is a method that uses 3D printing technology to produce multilayer ceramic/glass-ceramic radomes that provide high electromagnetic permeability in a wide frequency band, consisting of the following steps: o by mixing predetermined compositions of at least one ceramic/glass-ceramic powder for each layer with sufficient organic binders to increase particle packing and Preparation of the feed material to be printed by filling each mixture (layer) into single containers (cartridges, tubes, etc.) of the nozzle 3D printing machine, repeating step (i)) for the interlayer transition material, here referred to as glass but extendable to other glassy materials, preparing a computer-aided design file of the desired three-dimensional model of the radome and transferring the file to the 3D printing machine, starting the multi-nozzle extrusion printing process on the 3D printing machine in accordance with the printing order of the ceramic and transition layers, drying the flat body printed in layers, processing the flat body after firing to bring the object closer to its final shape, sintering the printed flat body and determining the CTE (Coefficient of Thermal Expansion) between the layers. The printing of multilayer ceramic/glass-ceramic radomes by the multi-nozzle extrusion process mentioned in this invention and the use of interlayer elements to prevent cracks caused by CTE mismatch between layers can be considered and developed for different applications. Examples include missile radomes operating at super and hypersonic speeds and wide/narrow frequency bands, structures required for high-speed aircraft or their components, electromagnetic windows and covers. REFERENCES TR TR TR TR TR TR TR

TR2021/011228 2019-09-01 THREE-DIMENSIONAL PRINTING OF MULTILAYER CERAMIC MISSILE RADOMS USING INTERLAYER TRANSITIONAL MATERIALS. TR2021011228T (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TR2021011228T true TR2021011228T (en) 2021-08-23

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113226707B (en) 3D printing of multilayer ceramic missile radome using interlayer transition materials
KR102242509B1 (en) Method of making three dimensional glass ceramic article
SE444308B (en) METHOD FOR PREPARING A PORFLE SINTER GLASS CERAMICS AND ACCORDING TO THE METHOD PREPARED
CN106007723B (en) A kind of manufacturing method of SiC ceramic biscuit
US4413061A (en) Glass-ceramic structures and sintered multilayer substrates thereof with circuit patterns of gold, silver or copper
JP3387531B2 (en) Glass-based and glass-ceramic based composites
JP5835640B2 (en) Crystalline glass powder
CN105451950A (en) Additive Manufacturing of Proppants
CN112047727B (en) Preparation method of 3D printing alumina ceramic material
CN104149337A (en) Photocuring material for three-dimensional printing and application method thereof
WO2017026601A1 (en) Molding material for 3d printing based on crushed amorphous glass having irregular shape, molding method for 3d printing, and molded body
CN106316369A (en) Dumping and sintering process for 3D printing ceramic body
CN1887594B (en) Pseudo-symmetrically configured low temperature cofired ceramic structure and process for the constrained sintering of the pseudo-symmetrically configured low temperature cofired ceramic structure
KR100538733B1 (en) Process for the constrained sintering of asymmetrically configured dielectric layers
CN112341178A (en) Broadband low-expansion-coefficient low-temperature co-fired glass composite ceramic and preparation method thereof
TR2021011228T (en) THREE-DIMENSIONAL PRINTING OF MULTILAYER CERAMIC MISSILE RADOMS USING INTERLAYER TRANSITIONAL MATERIALS.
CN113105240A (en) Photocuring 3D printing yttrium oxide ceramic core and preparation method thereof
KR20110132281A (en) High density slip-cast fused silica body manufacturing method
TW202112692A (en) Glass powder, dielectric material, sintered body, and high frequency circuit member
CN114080375A (en) Paste for three-dimensional ceramic molding and method for producing three-dimensional molded object
CN1891454A (en) Multi-component ltcc substrate with a core of high dielectric constant ceramic material and processes for the development thereof
JP5249121B2 (en) Low-temperature fired high-strength low-thermal-expansion porcelain and method for producing the same
JPH07196363A (en) Cordierite composition easy to be fired
EP3115347B1 (en) Process for manufacturing cordierite ceramics having controlled and reproducible mechanical and thermal properties
JPH0528867A (en) Method for manufacturing glass ceramic substrate