大尺寸陶瓷3D打印殺入陶瓷潔具領(lǐng)域，光壘智造Matrix-DLP

南極熊導(dǎo)讀：中國(guó)佛山的世界級(jí)陶瓷潔具龍頭企業(yè)，已經(jīng)開(kāi)始使用大尺寸陶瓷3D打印機(jī)來(lái)助力傳統(tǒng)陶瓷潔具實(shí)現(xiàn)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(chǎn)制造背景

中國(guó)已成為全球衛(wèi)生潔具生產(chǎn)與消費(fèi)的第一大國(guó)，佛山是全國(guó)最大的建筑衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)基地，佛山在衛(wèi)生陶瓷潔具領(lǐng)域年銷(xiāo)售額超百億；在該領(lǐng)域，國(guó)際衛(wèi)生陶瓷品牌，如科勒、東陶，占據(jù)高端市場(chǎng)；國(guó)內(nèi)品牌主要占據(jù)中低端市場(chǎng)。對(duì)于國(guó)內(nèi)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(zhǎng)、環(huán)境污染大、產(chǎn)品較為單一等，以馬桶為例，典型馬桶的制造和開(kāi)發(fā)周期一般在六個(gè)月，制造工序依賴(lài)人工打磨，生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生粉塵等高污染性接觸職業(yè)病危害。
目前，我國(guó)制定的《中國(guó)建筑衛(wèi)生陶瓷2025現(xiàn)代化制造加工體系》，圍繞提升中國(guó)建筑衛(wèi)生陶瓷制造水平，以綠色、信息化、智能化、現(xiàn)代化融合為目標(biāo)，制定建筑陶瓷的現(xiàn)代制造加工系統(tǒng)，從基礎(chǔ)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(shè)計(jì)到生產(chǎn)制造加工，從生產(chǎn)過(guò)程控制運(yùn)行到管理數(shù)據(jù)及評(píng)價(jià)，都實(shí)現(xiàn)新型的制造模式和現(xiàn)代化、數(shù)字化、智能化的管理控制，推動(dòng)行業(yè)整體邁向中高端。

大尺寸3D打印陶瓷Matrix-DLP技術(shù)

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(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)了一款大尺寸3D打印陶瓷設(shè)備，助力傳統(tǒng)的陶瓷潔具制造實(shí)現(xiàn)3D打印，采用3D打印成型工藝制造陶瓷潔具產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)數(shù)字化智能化制造。光壘智造CeraEPI針對(duì)典型陶瓷潔具尺寸大的方面，通過(guò)多光機(jī)Matrix-DLP技術(shù)實(shí)現(xiàn)任意大小幅面的固化成型，Matrix-DLP技術(shù)是光壘智造獨(dú)創(chuàng)的基于多光機(jī)智能融合的一種3D打印技術(shù)，這個(gè)技術(shù)區(qū)別于法國(guó)Prodways的Movinglight和奧地利LITHOZ的LCM技術(shù)，主要特點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)任意幅面尺寸的3D打印，Matrix-DLP技術(shù)解決了打印速度、打印精度和尺寸的矛盾。

△光壘智造與國(guó)外DLP陶瓷打印技術(shù)的比較


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


△光壘智造開(kāi)發(fā)了各類(lèi)波段光機(jī)，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(lèi)特殊陶瓷材料（高散射介質(zhì)、生物陶瓷、骨科等）的打印

由于陶瓷潔具的生產(chǎn)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(guò)采用自由基-陽(yáng)離子混雜光固化體系，并添加帶有環(huán)氧基團(tuán)和磷酸酯基團(tuán)的活性單體和預(yù)聚體及長(zhǎng)波長(zhǎng)光敏劑及增感劑，開(kāi)發(fā)針對(duì)黏土陶瓷粉體的適用于DLP型3D打印光固化陶瓷漿料。

△各類(lèi)水性光固化陶瓷漿料

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

針對(duì)陶瓷漿料打印過(guò)程中清洗難的問(wèn)題，光壘智造開(kāi)發(fā)了水性的陶瓷光固化材料，不同于國(guó)外陶瓷膏料需要酒精等有機(jī)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(chǎn)。

光壘智造提供的Matrix DLP 3D打印技術(shù)，可以制備從低粘度、中粘度到高粘度各類(lèi)流體材料、低流動(dòng)性或不流動(dòng)性漿料的打印，如光固化樹(shù)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(guó)外各種陶瓷打印技術(shù)的比較，在成型尺寸、單層打印速度、單位時(shí)間產(chǎn)量、打印后燒結(jié)收縮比等主要指標(biāo)方面，均優(yōu)于國(guó)外同型產(chǎn)品。

△各類(lèi)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(guó)外各種陶瓷打印技術(shù)的比較

東鵬陶瓷是國(guó)內(nèi)陶瓷潔具制造領(lǐng)域的龍頭企業(yè)，經(jīng)東鵬陶瓷近兩年對(duì)國(guó)內(nèi)外各類(lèi)陶瓷3D打印設(shè)備的評(píng)估，最終選用了光壘智造的大尺寸陶瓷3D打印設(shè)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(dòng)陶瓷潔具向3D打印智能制造領(lǐng)域邁進(jìn)。


△各類(lèi)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(chǎn)品，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)陶瓷潔具產(chǎn)品的數(shù)字化智能化制造，將陶瓷潔具制品的制造和開(kāi)發(fā)周期從六個(gè)月減少到一周內(nèi)，將極大提升產(chǎn)品的研發(fā)和制造周期；也能實(shí)現(xiàn)智能化無(wú)人值守，能減少傳統(tǒng)陶瓷潔具生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)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(chǎn)方式；另外3D成型手段能突破國(guó)外關(guān)鍵技術(shù)的限制，比如在馬桶等部件復(fù)雜流道這塊核心技術(shù)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(qiáng)我們的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，為我國(guó)衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)業(yè)向高端領(lǐng)域邁進(jìn)提供動(dòng)力和支撐。

最后南極熊請(qǐng)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(lǐng)域，光壘智造Matrix-DLP


備注：上文所陳列的3D打印圖樣部分來(lái)源于公開(kāi)數(shù)據(jù)，僅為展示陶瓷3D打印技術(shù)。