SLA光固化陶瓷3D打印技术用于先进陶瓷材料快速成型制造

以下文章来源于因泰莱激光

陶瓷材料作为三大固体材料之一,具有高强度、高硬度、耐高温、低密度、化学稳定性好、耐腐蚀等优异特性,发展历史久远,被广泛应用在航空航天、汽车、生物医疗、工业、建筑等行业。但其硬而脆的特点使陶瓷材料加工成形尤其困难,传统陶瓷制备工艺智能制造简单三维形状的产品,而且成本高、周期长。

part_ceramics各种陶瓷材料打印的陶瓷样品

陶瓷3D打印技术将陶瓷材料与增材制造技术进行结合,可直接打印具有复杂结构的陶瓷零件,是对传统陶瓷制造业的一项补充,同时能在一定程度上替代传统制造工艺,加快了新产品的创新设计反馈和提高资源利用率,还可使性能更优、成本更低的全新陶瓷产品应用成为可能。

先进陶瓷激光3D打印机主要用于先进陶瓷材料快速成型制造,帮助陶瓷行业向数字化和柔性制造转型。该设备集合了激光技术、三维设计、自动控制以及材料研发等多项综合学科交叉技术。由于国外对陶瓷3D打印成型技术研究起步较早,高端设备都被国外知名企业垄断,近几年因泰莱激光等通过不断的技术攻关和突破,利用不同成型工具已逐步实现先进陶瓷3D打印机的国产化。

Printer_ceramicsCeraBuilder系列陶瓷3D打印机

在国内先进陶瓷激光3D打印领域,因泰莱激光研发的CeraBuilder系列陶瓷3D打印机独树一帜,已经实现产业化销售,并且研发出了多种打印材料,其中包括氧化系陶瓷、氮化系陶瓷、生物陶瓷等多个种类,涉及十数种材料。

Material_ceramics因泰莱激光研发的陶瓷浆料

随着航空航天领域零件朝高性能、轻量化、结构复杂化等方向发展,利用陶瓷3D技术生产复杂结构高性能陶瓷零件以及陶瓷型芯宽屏天线罩、行星波纹管等,有着不可替代的优势,新型应用环境对零件提出的要求日趋苛刻,同时以陶瓷零件为代表的轻量化高性能零件提供了稳定的市场需求。

Dental_ceramics陶瓷牙齿及HAP植入体

生物医疗领域,先进陶瓷激光3D打印机用于人造骨骼、骨骼固定、关节等方面的生物陶瓷材料需求巨大,我国是具有庞大人口基数的大国,每年骨损伤、骨缺损患者就有好几百万,同时我国人口正步入老龄化趋势,老年人的衰竭病变组织和器官也需要得到修复和治疗,因泰莱激光针对人体硬组织打印的设备已经研发成功,可以快速制造牙齿、齿钉,还可以根据临床患者骨缺损尺寸、形状,“量身定制”生物降解的3D打印骨,有效提高骨传导效果,给大段骨缺损、骨不连、骨质疏松患者带来福音。

ceramics_Implet生物陶瓷骨骼及植入体

通过开展先进陶瓷激光3D打印材料、打印工艺及装备技术研究,突破先进陶瓷3D打印产品开发技术瓶颈,使产品技术指标达到国际先进水平。同时,形成具有核心竞争力的自研技术,针对不同应用市场,开发出多种可供选择的陶瓷材料和设备,实现陶瓷3D打印材料和装备的完全替代。打破国外垄断,将会对社会和科技水平都有较大的推动作用。

Part_ceramics_2大尺寸陶瓷样品

目前,相较金属和聚合物材料而言,陶瓷材料在3D打印中的应用略显不成熟,陶瓷浆料的粒径、pH值、颗粒分布、粘度和添加剂都直接影响打印效果,加大了陶瓷浆料制备的困难度,陶瓷3D打印技术发展与材料制备技术的发展密切相关。但由于陶瓷3D打印技术可直接打印具有复杂结构的陶瓷零件,因此陶瓷3D打印技术仍具有无可替代的优势及应用价值。

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