Lithoz創(chuàng)始人Homa博士：陶瓷3D打印的創(chuàng)新研發(fā)和批量應(yīng)用

2023年9月12日，TCT亞洲3D打印展在上海開幕，作為國內(nèi)3D打印領(lǐng)域的重磅展會，受到全球3D打印廠商的青睞，也引起了社會上的廣泛關(guān)注。奧地利陶瓷3D打印廠商俐陶智（Lithoz）參加本次展會，并現(xiàn)場展示了陶瓷3D打印機CeraFab S65和陶瓷應(yīng)用。

展會期間，南極熊對俐陶智（Lithoz）的CEO Johannes Homa博士進行了專訪，以了解這家全球領(lǐng)先的陶瓷3D打印廠商在技術(shù)、產(chǎn)品和應(yīng)用方面所取得的最新成果。

△俐陶智的兩位創(chuàng)始人Johannes Benedikt博士（左）和Johannes Homa博士（右）

據(jù)南極熊了解，俐陶智（Lithoz）由Johannes Homa博士和Johannes Benedikt博士在2011年創(chuàng)立，創(chuàng)立之初，他們就將公司的目標(biāo)設(shè)定為提供高質(zhì)量的陶瓷3D打印產(chǎn)品，并與客戶積極合作推動陶瓷材料的發(fā)展。從最初在維也納理工大學(xué)一個小車庫開始創(chuàng)業(yè)，如今已經(jīng)成長為全球陶瓷3D打印設(shè)備和材料市場的領(lǐng)先企業(yè)，使用俐陶智的技術(shù)進行陶瓷3D打印的客戶也已經(jīng)遍布全球。這期間他們有怎么樣的感悟，對于陶瓷3D打印的理解有哪些變化，他們又是如何看待中國市場的？

△俐陶智陶瓷3D打印機CeraFab S65的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

3D打印難以加工的陶瓷材料

Homa博士告訴南極熊：“成立12年來，俐陶智不斷研發(fā)一系列新技術(shù)和新材料，通過提供符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的陶瓷3D打印技術(shù)，引領(lǐng)整個陶瓷3D打印行業(yè)逐步向各行業(yè)落地。”2022年，俐陶智發(fā)布了最新的LIS打印技術(shù)（激光誘導(dǎo)注漿成型技術(shù)），以及搭載這項技術(shù)的陶瓷3D打印機CeraMax Vario V900。這項技術(shù)使用水基漿料，有機粘合劑的含量低至2-3%，它能夠生產(chǎn)完全致密的大尺寸、壁厚可達 40 mm的陶瓷部件，這是陶瓷制造技術(shù)的新突破。

更重要的是，LIS技術(shù)可以直接加工工業(yè)陶瓷生產(chǎn)中經(jīng)常使用的材料，比如氧化鋁和氧化鋯，甚至是氮化硅和碳化硅等陶瓷�！拔覀兛吹搅诉@個行業(yè)的需求，并努力開發(fā)一種能夠處理這種材料的打印工藝�！� Homa博士說道。

△俐陶智LIS工藝3D打印的陶瓷件

陶瓷3D打印正在走向批量應(yīng)用

最初，3D打印技術(shù)主要用于原型制造，而現(xiàn)在這項技術(shù)正在走向批量生產(chǎn)和應(yīng)用，陶瓷3D打印技術(shù)也遵循同樣的發(fā)展趨勢。Johannes Homa博士表示：“陶瓷3D打印目前在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用十分靈活，例如航空航天，醫(yī)療以及特定極端工況的應(yīng)用場景。高質(zhì)量和高重復(fù)性是這些行業(yè)的關(guān)鍵要求，而這也正是陶瓷3D打印的優(yōu)勢所在。3D打印的鑄造陶瓷型芯是目前航空航天領(lǐng)域的重要應(yīng)用，通過3D打印可以實現(xiàn)更復(fù)雜的設(shè)計，這些陶瓷型芯比傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的陶瓷型芯具有更優(yōu)的鑄造性能。”

△俐陶智合作伙伴Steinbach AG開發(fā)的達芬奇手術(shù)機器人陶瓷打印零件

“通過將陶瓷高度理想的材料特性與3D打印可實現(xiàn)的設(shè)計自由度相結(jié)合，可以制造出比金屬和聚合物更耐用的高性能復(fù)雜部件。俐陶智堅信各行業(yè)今天遇到的每個技術(shù)瓶頸難題，其將來的解決方案都必將包含陶瓷3D打印組件，因為我們已經(jīng)看到了這項技術(shù)的革命性。雖然陶瓷3D打印傳統(tǒng)上經(jīng)常僅僅被視為主要用于制作快速原型，但我們的技術(shù)可以很容易地擴展到工業(yè)級批量生產(chǎn)規(guī)模。如我們的創(chuàng)新合作伙伴Steinbach AG，就曾經(jīng)在俐陶智的技術(shù)支持下，僅單一零件生產(chǎn)規(guī)模就開發(fā)至年產(chǎn)12,000個。”

醫(yī)療應(yīng)用和陶瓷/金屬復(fù)合3D打印

在醫(yī)療應(yīng)用方面，由于生物可吸收部件可以利用晶格網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計和生產(chǎn)，陶瓷3D打印也具有獨特的優(yōu)勢。在植入人體后，天然骨可以在這個網(wǎng)絡(luò)中生長，并提高愈合速度。因此，陶瓷3D打印在醫(yī)療和牙科市場也在迅速增長，自2017年以來，3D打印的高質(zhì)量生物可吸收植入物已經(jīng)在人體中使用。這些植入物可以模仿骨骼的孔隙結(jié)構(gòu)，并逐漸被身體吸收，避免了進行第二次創(chuàng)傷性手術(shù)。

△俐陶智的生物可吸收陶瓷打印材料HA 480 (羥基磷灰石)

俐陶智的陶瓷3D打印技術(shù)的另一個強大優(yōu)勢是可以通過將陶瓷和金屬結(jié)合在一臺設(shè)備上進行多材料一體打印。

△陶瓷和金屬的復(fù)合打印

研發(fā)陶瓷3D打印中的增材思維挑戰(zhàn)

當(dāng)談到在開發(fā)陶瓷3D打印技術(shù)過程中所遇到的挑戰(zhàn)時，Homa博士表示：“我們面臨的最大挑戰(zhàn)來自整個市場——陶瓷3D打印需要與傳統(tǒng)制造截然不同的設(shè)計理念，需要工程師轉(zhuǎn)變思維方式，這點是非常難以克服的。與金屬和聚合物相比，陶瓷也不是一種常規(guī)使用的材料，所以當(dāng)人們嘗試新事物時，會面臨一些障礙。如今，人們已經(jīng)漸漸認識到陶瓷優(yōu)越的材料特性，我們通過制造出高質(zhì)量、功能強大的陶瓷部件，并提供生產(chǎn)實現(xiàn)這些部件的技術(shù)、材料、軟件和支持，現(xiàn)在業(yè)界也確信了陶瓷3D打印的能力。”

△突破傳統(tǒng)制造設(shè)計思維的突破性創(chuàng)新產(chǎn)品

俐陶智的戰(zhàn)略目標(biāo)

隨著陶瓷3D打印技術(shù)被用戶接受，也有越來越多的企業(yè)進入到這個領(lǐng)域，本次TCT展會上就見到了不少陶瓷3D打印廠商的身影，那么俐陶智如何看待這一現(xiàn)狀。Homa博士表示：“很高興看到市場上出現(xiàn)這么多的陶瓷3D打印技術(shù)，沒有一種技術(shù)可以滿足所有的需求，但我們同時希望市場能夠符合工業(yè)級的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。遺憾的是，有些廠商并沒有把質(zhì)量放在第一位，這其實損害了陶瓷3D打印這項技術(shù)的聲譽。我們正在通過這種樹立行業(yè)標(biāo)桿的行為方式推動整個行業(yè)向前發(fā)展。通過制造出高質(zhì)量、功能強大的陶瓷部件，并提供生產(chǎn)實現(xiàn)這些部件的技術(shù)、材料、軟件和支持，如今陶瓷3D打印產(chǎn)品技術(shù)已經(jīng)盡顯其優(yōu)勢。而且鑒于我們的合作伙伴使用俐陶智技術(shù)取得的成功，業(yè)界現(xiàn)在也確信了陶瓷3D打印的能力。”

△俐陶智于2022年全新投入的產(chǎn)品生產(chǎn)基地

關(guān)于中國市場，Homa博士說道：中國是我們在歐洲以外第一個交付設(shè)備的國家，這里有巨大的潛力——不僅僅在科研教育方面，更是在制造業(yè)，尤其是醫(yī)療和工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。我們現(xiàn)在在中國已經(jīng)有了自己的官方主頁（www.lithoz.cn）和微信公眾號，并計劃在未來幾年大幅擴大我們在中國的業(yè)務(wù)。我們非�？春弥袊�市場，我們對任何合作機會都敞開大門！希望未來幾年在中國的陶瓷打印應(yīng)用進一步落地，在中國市場獲得和歐美市場同樣的成功。