光固化陶瓷3D打印大匯總（一）

用3D打印機(jī)來(lái)生產(chǎn)陶瓷零件正在成為新的潮流，其中主流的陶瓷3D打印機(jī)都是基于光固化技術(shù)，通過(guò)將陶瓷粉末混入光敏樹(shù)脂的方式來(lái)制備用于打印的陶瓷漿料。據(jù)南極熊了解，光固化工藝對(duì)于陶瓷漿料的流動(dòng)性要求較高，粘度低、流動(dòng)性好的漿料更容易刮平、補(bǔ)充和打印。但同時(shí)也意味著漿料中的陶瓷固含量較低，燒結(jié)過(guò)程中收縮變大等問(wèn)題。那么全球有多少領(lǐng)先的廠商研發(fā)光固化3D陶瓷打印機(jī)呢，他們的打印機(jī)各自有什么特點(diǎn)呢？下面南極熊將為此展開(kāi)介紹，本文分為三個(gè)板塊：國(guó)外光固化陶瓷3D廠商、國(guó)內(nèi)光固化陶瓷3D廠商和其他陶瓷3D打印工藝。如果你感興趣，就請(qǐng)看下去吧！


一、國(guó)外領(lǐng)先的光固化3D打印廠商（排名不分先后）



１.3DCERAM


3DCERAM自2001年以來(lái)就專(zhuān)注于陶瓷3D打印技術(shù)，是目前全球領(lǐng)先的陶瓷3D打印廠商之一。 3DCERAM專(zhuān)注于陶瓷3D打印在不同工業(yè)領(lǐng)域中的實(shí)際應(yīng)用，例如幫助生物醫(yī)學(xué)公司和參與者為醫(yī)療器械開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)實(shí)施陶瓷3D打印；進(jìn)行小型衛(wèi)星天線的設(shè)計(jì)和制造；陶瓷多材料3D打印等。目前，3DCERAM主要推出C900 HYBRID和C3600 ULTIMATE型號(hào)的3D打印機(jī)。


C900 HYBRID 主要特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)多材料打印和大尺寸零件的制造。C3600 ULTIMATE 采用自上而下的立體光刻技術(shù)（SLA），和無(wú)需支撐即可打印的技術(shù)，用于大批量生產(chǎn)或生產(chǎn)大型零件。 3DCERAM推薦使用他們配套的陶瓷材料，他們研發(fā)的陶瓷材料具有高強(qiáng)度、高尺寸穩(wěn)定性（低熱膨脹系數(shù)）、低密度、高耐磨性和耐腐蝕性、出色的化學(xué)穩(wěn)定性，在業(yè)內(nèi)處于領(lǐng)先地位。研發(fā)材料范圍包括氧化物陶瓷和非氧化物陶瓷（氮化硅、氮化鋁）。



△C900 HYBRID



△C3600 ULTIMATE



△研發(fā)的陶瓷漿料


2.Formlabs


Formlabs最初由三位麻省理工的學(xué)生在2011年9月成立于美國(guó)波士頓,如今已有兩百多家經(jīng)銷(xiāo)商和分銷(xiāo)商。2012年,Formlabs開(kāi)始進(jìn)入市場(chǎng),讓專(zhuān)業(yè)的3D打印技術(shù)變的觸手可及。通過(guò)低成本、高效率、重設(shè)計(jì)的產(chǎn)品給當(dāng)時(shí)的市場(chǎng)帶來(lái)了一場(chǎng)全新的體驗(yàn)。從2012年至今,從Form1到From3產(chǎn)品的三代更新,Fromlab專(zhuān)業(yè)的立體光固化科技讓技術(shù)變的觸手可及。Formlab的應(yīng)用行業(yè)涵蓋廣泛,包括工程、醫(yī)療、教育、聽(tīng)力學(xué)、牙科、珠寶、娛樂(lè)等等。代表性合作項(xiàng)目包括New Balance運(yùn)動(dòng)鞋和吉列剃須刀的手柄等部分。


最新的Form 3+是一款經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的工業(yè)級(jí)SLA 3D打印機(jī)，提供可靠的打印質(zhì)量和準(zhǔn)確性、易于設(shè)置和維護(hù)，以及各種高性能材料。Formlab還建立了自己的材料研發(fā)庫(kù)，用戶(hù)可以根據(jù)自己產(chǎn)品的特性進(jìn)行材料的選擇。特別地，F(xiàn)ormlabs 能夠?yàn)槭澜缟?strong>最流行的桌面立體光刻 (SLA) 系統(tǒng)提供價(jià)格實(shí)惠的陶瓷3D打印材料Ceramic Resin，具體陶瓷材料特性請(qǐng)下載文末文檔，成為率先使用 SLA 聚合物開(kāi)發(fā)前沿材料的人之一（這種材料以前只能在工業(yè)和研究環(huán)境中以極高的成本獲得）。藝術(shù)家和設(shè)計(jì)師可以使用 Ceramic Resin 制作手工無(wú)法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜幾何形狀。



△Form 3+



△ 由Ceramic Resin制作的藝術(shù)品


3.Photocentric


Photocentric是一家研發(fā)LCD光固化3D打印機(jī)和材料的公司,也是世界五大光聚合物樹(shù)脂供應(yīng)商之一。它主要研究樹(shù)脂，近年來(lái)對(duì)陶瓷領(lǐng)域也有涉及。南極熊獲悉，2022年4月，Photocentric 獲得創(chuàng)新資助，以領(lǐng)導(dǎo)開(kāi)創(chuàng)性的碳化硅項(xiàng)目。該項(xiàng)目將實(shí)現(xiàn)工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的高質(zhì)量碳化硅零件，碳化硅這是最具挑戰(zhàn)性的陶瓷材料之一，其價(jià)格使其能夠在基礎(chǔ)工業(yè)中得到廣泛采用，但由于碳化硅具有堅(jiān)硬、耐熱（在 2730°C 下熔化）、耐磨和耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)良性質(zhì)，它制造起來(lái)十分困難。該項(xiàng)目將結(jié)合英國(guó)的發(fā)明，利用陶瓷SLA增材制造方法制造致密的碳化硅部件。2019年，Photocentric利用陶瓷打印機(jī)打印了致密的氧化鋁部件。



△Photocentric的打印機(jī)


4. DDM Systems


DDM Systems 是一家位于亞特蘭大的增材制造和3D 打印初創(chuàng)公司。DDM使用3D打印陶瓷外殼模具進(jìn)行復(fù)雜工程部件的精密熔模鑄件。早在2014年，DDM就推出了LAMP3D 打印機(jī)，即是 Large Area Maskless Photopolymerization（大幅面無(wú)掩模光聚合）的簡(jiǎn)稱(chēng)。既適用于打印較小的產(chǎn)品原型（25×25×30厘米），也能勝任打印大型的對(duì)象（60×60×60厘米）。DDM為不同行業(yè)制造復(fù)雜的金屬部件。DDM首先獲取用戶(hù) CAD模型，然后設(shè)計(jì)并生產(chǎn)優(yōu)化的3D打印的陶瓷外殼，從而進(jìn)行高速度和高精度的鑄件制造。DDM 的大面積無(wú)掩模光聚合 (LAMP) 陶瓷 3D 打印技術(shù)帶來(lái)了先進(jìn)的功能，包括拓?fù)鋬?yōu)化和生成設(shè)計(jì)，以方便和更短的3D 打印交貨時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的組件。



△Suman Das博士展示的用LAMP技術(shù)3D打印的陶瓷模具


5. SK Fine


SK Fine很早就開(kāi)發(fā)了陶瓷3D打印機(jī)，并在日本率先將這些產(chǎn)品推向市場(chǎng)。SK Fine作為SHASHIN KAGAKU的子公司，于 2018 年 10 月 17 日成立，旨在將 3D 陶瓷打印商業(yè)化。SK Fine 基于SHASHIN KAGAKU .開(kāi)發(fā)的設(shè)備和材料配方技術(shù)（分類(lèi)、攪拌和成型），根據(jù)市場(chǎng)需求生產(chǎn)和銷(xiāo)售3D打印機(jī)和3D打印陶瓷零件。它利用在電子元器件光刻設(shè)備方面的先進(jìn)核心技術(shù)，充分應(yīng)用于SLA所需的光學(xué)光刻、精密裝配和控制技術(shù)中�，F(xiàn)已制造了多臺(tái)型號(hào)不同SLA陶瓷3D打印機(jī)，以滿足各種生產(chǎn)需求，具體參數(shù)如下表。









△ 型號(hào)參數(shù)


6. LITHOZ


Lithoz是一家?jiàn)W地利陶瓷打印機(jī)設(shè)備廠商，是最早進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)的陶瓷3D打印制造商，專(zhuān)注于LOM技術(shù)。Lithoz進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)首先與清華大學(xué)材料學(xué)院展開(kāi)合作，同時(shí)清華也購(gòu)買(mǎi)了國(guó)內(nèi)首臺(tái)設(shè)備。


Lithoz較有名的是CeraFab系列的打印機(jī)，它們是使用增材制造實(shí)現(xiàn)高性能陶瓷工業(yè)批量生產(chǎn)的最優(yōu)選擇。CeraFab 系統(tǒng)系列中的每臺(tái)機(jī)器（包括 S25、S65 和 S230）都為高級(jí)開(kāi)發(fā)提供了完整的 3D 打印系統(tǒng)。總共可以組合四個(gè)生產(chǎn)單元，使其易于擴(kuò)大規(guī)模，并能夠快速制造卓越的陶瓷部件。從小規(guī)模到大型零件生產(chǎn)，這些機(jī)器由于其不同的構(gòu)建體積和最快的構(gòu)建速度，可以適應(yīng)所有類(lèi)型的3D打印項(xiàng)目。Lithoz 作為陶瓷增材制造的全球市場(chǎng)引領(lǐng)者和技術(shù)先驅(qū) ，一直在開(kāi)發(fā)突破性的多材料3D打印技術(shù)。如今借助Lithoz全新推出的多材料3D打印機(jī)，增材制造不再局限于單項(xiàng)材料。CeraFab Multi 2M30充分利用了增材制造的全部潛力，可在單個(gè)組件中對(duì)陶瓷、金屬和聚合物等不同材料及其特性進(jìn)行組合處理。


Lithoz 同時(shí)為其客戶(hù)提供各種材料，用于高性能和生物可吸收陶瓷的增材制造。每種原材料都針對(duì) Lithoz 的 LCM 技術(shù)進(jìn)行了專(zhuān)門(mén)優(yōu)化，以促進(jìn)高質(zhì)量零件的生產(chǎn)。Lithoz 材料具有高分辨率、卓越的表面質(zhì)量和為生產(chǎn)而調(diào)整的機(jī)械性能。具體材料參數(shù)可在文末下載。



△用于高性能和生物可吸收陶瓷的 3D 打印機(jī)


7.ADMATEC


Admatec是3D打印機(jī)和熔爐的供應(yīng)商，用于生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)高質(zhì)量的金屬、陶瓷和多材料零件。Admatec重點(diǎn)推出的Admaflex是先進(jìn)DLP 陶瓷3D打印的商用技術(shù)，因?yàn)樗�可以獲得具有精細(xì)特征、高精度和光滑表面的產(chǎn)品。高密度陶瓷和金屬的最終用途部件可以生產(chǎn)出具有與傳統(tǒng)成型技術(shù)相媲美的優(yōu)異材料性能。這項(xiàng)技術(shù)能夠?yàn)獒t(yī)療、航空、熔模鑄造、科學(xué)研究等高要求市場(chǎng)生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品。最新推出的 Admaflex 130 旨在有效處理高粘度材料，例如某些高陶瓷漿料，從而實(shí)現(xiàn)高可靠性和打印速度。這種創(chuàng)新系統(tǒng)還可以通過(guò)重復(fù)使用多余的材料來(lái)實(shí)現(xiàn)高效的原料管理。我們的原料系統(tǒng)已獲得美國(guó)專(zhuān)利號(hào) 11,141,909 的專(zhuān)利。非常少量的漿料就足以開(kāi)始打印，這使得該系統(tǒng)非常適合研究和珍貴材料的 3D 打印。



△ Admaflex 130


8. Prodways


Prodways 一直在開(kāi)發(fā)陶瓷 3D 打印機(jī)，允許使用氧化鋯、氧化鋁和羥基磷灰石等技術(shù)陶瓷材料打印零件。這些應(yīng)用主要存在于電子、醫(yī)療、航空和奢侈品市場(chǎng)。Prodways 最早的陶瓷打印機(jī)未ProMaker V6000。為了應(yīng)對(duì)新的和更大的應(yīng)用，2018年，Prodways 宣布推出其新的MOVINGLight® V10  DLP 陶瓷3D打印機(jī)。這款更緊湊的打印機(jī)具有更大的打印平臺(tái)。Prodways 是僅有的能夠使用高粘度材料進(jìn)行打印的公司之一，陶瓷含量非常高，因此更易生產(chǎn)密度大的陶瓷零件。


△ MOVINGLight® V10 陶瓷 3D 打印機(jī)


9. TETHON

Tethon 3D 于 2014 年在內(nèi)布拉斯加州奧馬哈成立，是美國(guó)陶瓷協(xié)會(huì)的成員。Tethon 3D專(zhuān)注于陶瓷材料，為各種工業(yè)、消費(fèi)和設(shè)計(jì)行業(yè)生產(chǎn)最好的材料。他們生產(chǎn)用于 3D 打印的陶瓷粉末和光固化陶瓷、金屬和聚合物樹(shù)脂。Tethon 3D 多年來(lái)一直在開(kāi)發(fā)專(zhuān)業(yè)樹(shù)脂，但 Bison 1000 樹(shù)脂3D打印機(jī)是他們的第一款商用3D 打印硬件。Tethon 3D Bison 1000 是一款陶瓷和金屬 DLP 3D 打印機(jī)。這款桌面DLP 3D 打印機(jī)由 Tethon 3D 在美國(guó)與內(nèi)布拉斯加大學(xué)合作開(kāi)發(fā)。


△桌面級(jí)Tethon 3D Bison 1000 打印機(jī)



△研發(fā)的部分材料


其他鏈接：
LITHOZ 研發(fā)材料手冊(cè) LITHOZ_Materialfolder_EN_web.pdf (783.28 KB, 下載次數(shù): 314)

2022-4-15 23:23 上傳

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Formlabs 研發(fā)材料手冊(cè) Ceramic formlabs Technical_Data_Sheet_EN.pdf (585.95 KB, 下載次數(shù): 328)

2022-4-15 23:23 上傳

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備注：有關(guān)領(lǐng)先的國(guó)內(nèi)光固化廠商的匯總和其他陶瓷3D打印技術(shù)的介紹，敬請(qǐng)期待哦！