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大尺寸陶瓷3D打印殺入陶瓷潔具領域,光壘智造Matrix-DLP

陶瓷
2020
04/22
13:15
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南極熊導讀:中國佛山的世界級陶瓷潔具龍頭企業(yè),已經開始使用大尺寸陶瓷3D打印機來助力傳統(tǒng)陶瓷潔具實現智能制造了。


△陶瓷3D打印馬桶縮小樣件

馬桶等衛(wèi)生潔具生產制造背景

中國已成為全球衛(wèi)生潔具生產與消費的第一大國,佛山是全國最大的建筑衛(wèi)生陶瓷生產基地,佛山在衛(wèi)生陶瓷潔具領域年銷售額超百億;在該領域,國際衛(wèi)生陶瓷品牌,如科勒、東陶,占據高端市場;國內品牌主要占據中低端市場。對于國內外的傳統(tǒng)陶瓷企業(yè),大多都還是采用傳統(tǒng)的制作加工工藝,其研發(fā)和制造周期長、環(huán)境污染大、產品較為單一等,以馬桶為例,典型馬桶的制造和開發(fā)周期一般在六個月,制造工序依賴人工打磨,生產過程中會產生粉塵等高污染性接觸職業(yè)病危害。
目前,我國制定的《中國建筑衛(wèi)生陶瓷2025現代化制造加工體系》,圍繞提升中國建筑衛(wèi)生陶瓷制造水平,以綠色、信息化、智能化、現代化融合為目標,制定建筑陶瓷的現代制造加工系統(tǒng),從基礎理論研究到制造加工全方位貫穿與融合信息、智能、綠色制造加工的創(chuàng)新理念,從設計到生產制造加工,從生產過程控制運行到管理數據及評價,都實現新型的制造模式和現代化、數字化、智能化的管理控制,推動行業(yè)整體邁向中高端。

大尺寸3D打印陶瓷Matrix-DLP技術

2020年4月,南極熊了解到,佛山市光壘智能制造有限公司(CeraEPI)為陶瓷潔具產業(yè)開發(fā)了一款大尺寸3D打印陶瓷設備,助力傳統(tǒng)的陶瓷潔具制造實現3D打印,采用3D打印成型工藝制造陶瓷潔具產品實現數字化智能化制造。光壘智造CeraEPI針對典型陶瓷潔具尺寸大的方面,通過多光機Matrix-DLP技術實現任意大小幅面的固化成型,Matrix-DLP技術是光壘智造獨創(chuàng)的基于多光機智能融合的一種3D打印技術,這個技術區(qū)別于法國Prodways的Movinglight和奧地利LITHOZ的LCM技術,主要特點可以實現任意幅面尺寸的3D打印,Matrix-DLP技術解決了打印速度、打印精度和尺寸的矛盾。

△光壘智造與國外DLP陶瓷打印技術的比較


△Matrix-DLP大尺寸光機(圖片展示的為帶有8光機的Matrix-DLP組件)


△光壘智造開發(fā)了各類波段光機,利用自有的ZnO基LED光源及波段相配的陶瓷漿料,可用于各類特殊陶瓷材料(高散射介質、生物陶瓷、骨科等)的打印

由于陶瓷潔具的生產原材料大多為黏土材料,在陶瓷潔具3D打印漿料方面,光壘智造通過采用自由基-陽離子混雜光固化體系,并添加帶有環(huán)氧基團和磷酸酯基團的活性單體和預聚體及長波長光敏劑及增感劑,開發(fā)針對黏土陶瓷粉體的適用于DLP型3D打印光固化陶瓷漿料。

△各類水性光固化陶瓷漿料

針對高固含量的黏土陶瓷漿料難打印的問題,光壘智造采用DLP光從上往下投影結合多刮刀組件實現高黏稠體系漿料的打印,并配備有全自動黏稠漿料供給和回收系統(tǒng)。

針對陶瓷漿料打印過程中清洗難的問題,光壘智造開發(fā)了水性的陶瓷光固化材料,不同于國外陶瓷膏料需要酒精等有機溶劑清洗的方式,光壘智造的水性陶瓷光固化材料,用水就可以將未固化的陶瓷漿料清洗干凈,非常適合大工業(yè)化生產。

光壘智造提供的Matrix DLP 3D打印技術,可以制備從低粘度、中粘度到高粘度各類流體材料、低流動性或不流動性漿料的打印,如光固化樹脂、可鑄蠟型材料、金屬粉漿料(鎢粉)、陶瓷漿料(Al2O3、ZrO2、SiO2,Si3N4、SiC、BaTiO3、HAP,TCP、黏土等)等,圖5是典型的打印樣品展示,表1是光壘智造與國外各種陶瓷打印技術的比較,在成型尺寸、單層打印速度、單位時間產量、打印后燒結收縮比等主要指標方面,均優(yōu)于國外同型產品。

△各類樣品打印展示(氧化鋁、氧化鋯、不同含蠟量蠟型材料)
△光壘智造與國外各種陶瓷打印技術的比較

東鵬陶瓷是國內陶瓷潔具制造領域的龍頭企業(yè),經東鵬陶瓷近兩年對國內外各類陶瓷3D打印設備的評估,最終選用了光壘智造的大尺寸陶瓷3D打印設備,用于東鵬陶瓷潔具的研發(fā)制造上,后期雙方將共同推動陶瓷潔具向3D打印智能制造領域邁進。


△各類黏土材料的3D打印展示

采用3D打印成型工藝制造陶瓷潔具產品,不僅能夠實現陶瓷潔具產品的數字化智能化制造,將陶瓷潔具制品的制造和開發(fā)周期從六個月減少到一周內,將極大提升產品的研發(fā)和制造周期;也能實現智能化無人值守,能減少傳統(tǒng)陶瓷潔具生產過程中產生的接觸職業(yè)病危害,降低粉塵等高污染環(huán)境因素,是綠色環(huán)保的生產方式;另外3D成型手段能突破國外關鍵技術的限制,比如在馬桶等部件復雜流道這塊核心技術一直被日美的陶瓷企業(yè)把持,圍繞陶瓷潔具3D成型有望形成一系列核心零部件、重要原材料,能顯著增強我們的國際競爭力,為我國衛(wèi)生陶瓷產業(yè)向高端領域邁進提供動力和支撐。

最后南極熊請大家看看光壘智造Matrix-DLP的視頻

△視頻:大尺寸陶瓷3D打印殺入陶瓷潔具領域,光壘智造Matrix-DLP


備注:上文所陳列的3D打印圖樣部分來源于公開數據,僅為展示陶瓷3D打印技術。





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