陶瓷3D打印固含量高達87wt%，奇遇科技雙缸-下沉正置式DLP解決方案

南極熊導讀：利用3D打印技術實現(xiàn)高性能陶瓷零部件的精細成型是目前的熱點話題。陶瓷3D打印主要是利用光固化技術，通過固化包含了陶瓷粉末和光敏樹脂的漿料來實現(xiàn)打印成型。現(xiàn)有的陶瓷3D打印技術主流是基于選擇性激光固化的SLA陶瓷3D打印技術，另外是基于提拉DLP陶瓷3D打印技術，這些技術面臨三個技術難點：

●一是如何制備并打印高固含量的陶瓷漿料以提高燒結效率減少開裂；

●二是如何實現(xiàn)超微復雜結構的高精度成型；

●三是對于大多數(shù)的陶瓷3D打印技術來說，如何減少材料加入量，提高材料利用率。

▲Adventure-3D-ZP-Printer打印的氧化鋁型芯坯體

2022年5月31日，南極熊獲悉，深圳奇遇科技（Adventure Tech.）針對高性能陶瓷3D打印，推出了高精度Adventure-3D-ZP-Printer系列的正置式雙缸DLP陶瓷3D打印機，有效成型尺寸最小可達67.2×37.8×90 mm、最大可以達到192x108x150 mm，光學精度最高可達25 μm。

該產品已被全球3D打印產品庫https://product.nanjixiong.com收錄。

▲Adventure-3D-ZP-Printer系列陶瓷3D打印機

Adventure-3D-ZP-Printer最大的特點是采用“雙缸-下沉-刮料”結構，供料缸和成型缸面積比例1：1，該結構可以根據實際打印模型大小，自行選擇加入陶瓷光敏漿料的數(shù)量，漿料加入量略大于成型缸面積乘以打印樣品高度即可，最低只需50mL漿料即可開始打印，適用于新型高精度陶瓷3D打印材料開發(fā)。該結構相對于提拉型陶瓷3D打印設備來說，不存在“離型拔膜過程”，可以極大的提高打印成功率，對于折射率較高的陶瓷材料成型，不存在紫外光穿過玻璃、離型膜等不同介質過程中的“二次反射”造成的邊緣虛化精度差的效應；相對于單料缸下沉型以及蠕動供料下沉類型的陶瓷3D打印設備來說，在保持下沉優(yōu)勢以及高精度同時，可以保持單次實驗投料量最少；非常適用于高�？蒲性核�的陶瓷材料開發(fā)實驗。

▲Adventure-3D-ZP-Printer“雙杠-下沉-刮料”結構

更為重要的是，針對這款3D打印機和高性能陶瓷3D打印，奇遇科技（Adventure Tech.）研發(fā)團隊推出了全套解決方案，包括高性能陶瓷漿料制備-超微復雜結構打印方案設計-陶瓷坯體排膠和燒結建議，為客戶打印高精度陶瓷件提供完整的服務。

要實現(xiàn)高精度陶瓷3D打印，首先需要制備高固含量的陶瓷漿料，高固含量漿料通常意味著打印的陶瓷坯體更容易燒結，但是高固含量的陶瓷漿料也意味著更難打印。奇遇科技的研發(fā)團隊，針對性地開發(fā)出了多款高固含量的3D打印陶瓷漿料，例如固含量高達87wt%（體積分數(shù)＞65vol%）的氧化鋁陶瓷漿料，固含量高達85wt%（體積分數(shù)＞50vol%）的氧化鋯陶瓷漿料等等。可提供解決方案的陶瓷材料種類包括氧化鋁、氧化鋯、鈦酸鋇、羥基磷灰石、二氧化硅、氮化硅、碳化硅等。

▲高固含量陶瓷漿料：87wt%的氧化鋁漿料

▲高固含量陶瓷漿料：85wt%的氧化鋯漿料

▲視頻：Adventure-3D-ZP-Printer打印陶瓷型芯的過程

據南極熊了解，奇遇科技推出的Adventure-3D-ZP-Printer陶瓷3D打印機，采用波長為405nm（可選385nm、365nm）的DLP數(shù)字投影光機作為成型光源、開發(fā)了獨創(chuàng)的“雙缸-下沉-刮料”系統(tǒng)，以及特殊設計的雙刮刀結構，能夠在鋪料過程將陶瓷漿料均勻推動到刮刀前方，且不會過多堆積，刮料均勻平鋪，解決了高粘度陶瓷漿料的極薄涂層平鋪的問題，同時備有回料系統(tǒng)，可以避免陶瓷漿料的浪費，實現(xiàn)陶瓷漿料的高效利用。此外，Adventure-3D-ZP-Printer有效避免了“提拉式結構”的打印設備中存在的“二次反射引起的二次固化”造成坯體固化邊緣模糊、精度低的問題，有效提高了陶瓷打印的精度和成功率。另外，此設備配置了可上下移動的光機，因此具備了精度可調性，能夠實現(xiàn)同一設備多精度打印。據悉，該系列設備性價比高，打印參數(shù)全部開放，特殊的應力釋放掃描算法，更適合高粘度陶瓷打印材料的開發(fā)和成型。打印幅面可調，兼顧實驗室試制和工業(yè)化生產兩種模式。這一系列設計為實現(xiàn)高性能陶瓷的高精度打印提供了有效保障。

▲“提拉式結構”中“二次反射”和“二次固化”導致的精度問題

與此同時，陶瓷坯體的成功燒結是得到高性能陶瓷產品的必備步驟。南極熊了解到，奇遇科技的研發(fā)團隊針對不同的陶瓷3D打印產品，從漿料的基本性質和產品的特殊結構出發(fā)，結合多年的經驗積累，可以提供個性化的排膠和燒結建議，最大程度地在短時間內實現(xiàn)高性能陶瓷的無損排膠和燒結。

▲Adventure-3D-ZP-Printer打印的氧化鋁（左）和氧化鋯（右）陶瓷燒結成品（30小時內實現(xiàn)排膠+燒結）

▲Adventure-3D-ZP-Printer打印陶瓷產品細節(jié)展示

▲Adventure-3D-ZP-Printer打印的陶瓷十二生肖

據悉，奇遇科技研發(fā)的這款Adventure-3D-ZP-Printer 打印設備已被國內知名高校和企業(yè)驗證并采用，服務于生物醫(yī)療、航空航天等領域核心產品的研發(fā)和生產。

關于奇遇科技

深圳奇遇科技有限公司（Shenzhen Adventure Tech. Co., Ltd.）是一家專注于高性能材料3D打印技術與應用開發(fā)的高新技術企業(yè)，集合了來自清華大學和海外留學歸來的博士研發(fā)團隊，在陶瓷3D打印領域深耕多年，在深圳、佛山設有研發(fā)、生產基地。此前奇遇科技開發(fā)了了多款陶瓷3D 打印機，成型范圍從67.2mm x 37.8mm x 90mm到192mm x 108mm x 150mm，標準光學精度最高25 μm（可選擇定制10μm高精度光機實現(xiàn)超高精度打印），適合于多種陶瓷漿料的打印成型，已被國內眾多高校、科研院所和企業(yè)用戶采用，助力客戶探索新方向、開拓新應用、挖掘新材料，開發(fā)新產品，助推客戶的高性能陶瓷研發(fā)、生產向科技化、數(shù)字化和智能化方向發(fā)展。