3D打印陶瓷

3D打印陶瓷

陶瓷是一种传统的无机材料，精美实用，常由非金属氧化物 (如氧化铝、氧化硅等）和其他添加剂经过高温烧结而成，已经有上千年的历史。陶瓷材料具有很高的硬度、耐磨性、耐高温、化学腐蚀以及良好的绝缘性能，被广泛应用于航空航天、汽车、电子、医疗等领域。硬而脆的特点使陶瓷材料加工成形尤其困难，传统陶瓷制备工艺只能制造简单三维形状的产品，而且成本高、周期长。

陶瓷3D打印技术的发展使复杂陶瓷产品制备成为可能，3D打印技术所具有的操作简单、速度快、精度高等优点给陶瓷制备行业注入了新的活力。

一、3D打印陶瓷的发展背景

陶瓷3D打印可以制备结构复杂、高精度的多功能陶瓷，在建筑、工业、医学、航空航天等领域有着广泛的应用，在陶瓷型芯、骨科替代物、催化器等方向具有良好的应用前景，将给我们的生活带来巨大改变。

3D打印陶瓷市场当前的客户群体大都来源于航空航天和国防行业，二者均对陶瓷制品（例如航天器的隔热瓦）有着巨大的需求。

其次就是生物医疗领域，在这个领域中陶瓷多被应用于制造如义齿、手术器械、人体义肢、人工关节等医疗用品，因为通过3D打印技术可以准确的获得患者的身体数据，以此更好的为患者定制所需的医疗用品，同时具有较好的生物兼容性。

由于3D打印的陶瓷浆料制备难度较大，陶瓷粉体与结合剂的比例、pH值、颗粒尺度和浆料的流变性等都对陶瓷制品的性能有着很大的影响，因此该技术在实际应用方面还有很大的进步空间。

陶瓷3D打印技术有着传统技术所不能替代的优势，相信随着陶瓷浆料制备技术的不断提升，陶瓷3D打印技术会与生物医疗领域有更紧密的结合。

二、材料及应用

陶瓷材料具有高强度、高硬度、耐高温、低密度、化学稳定性好、耐腐蚀等特性，是三大固体材料之一。目前陶瓷3D打印制备的主要材料有氧化铝、氧化锆、磷酸钙等。

织雀系列3D打印设备打印的陶瓷样品

陶瓷3D打印的流程分为以下步骤：

1、3D打印成形

使用3D打印技术使陶瓷零件成形，得到特定形状结构的陶瓷坯体。

2、坯体后处理

对陶瓷坯体进行清洗、表面增强、修复、干燥等后处理，使坯体的强度、精度等性能达到要求，有利于之后的热处理环节。

3、陶瓷脱脂和烧结工艺

将完好的坯体放入炉子中，按照设定好的温度制度、焙烧气氛和压力进行热处理。这个过程分为两个阶段：加热到500℃以上脱去坯体中的有机物，这是非常容易出现缺陷的时期；加热到1000℃以上实现致密化、形成陶瓷，这是晶粒长大、晶界形成、实现陶瓷强度的过程，决定着制品的最终性能。

烧结完成并冷却后，便可得到最终的陶瓷3D打印成品。

三、织雀系列3D打印设备

针对超高精度3D打印技术发展的市场需求，托托科技自主研发织雀系列3D打印设备，旨在为微纳加工领域带来革命性的技术进步。该设备融合了光刻技术和精密的制造工艺，涵盖1μm到5μm的光刻精度。针对多光刻精度需求，设计了自由切换多种精度模式（1μm / 2μm / 5μm）系列设备，为用户提供了更大的灵活性和选择空间。

除了高精度光刻能力外，织雀系列3D打印设备还支持多种树脂和陶瓷材料的打印，适用于各种应用场景，尤其适合于新材料的开发和研究。其对准驳接打印功能支持在已有样品上进行打印变得更加简便高效，特别适用于微纳3D打印与柔性电子器件结合领域。打印设备最小可加工料池体积仅15 ml，加工幅面可达100 mmx100 mm，使其具备了出色的小型化设计和空间利用率。

这款设备的问世，标志着微纳加工领域迈向了一个全新的阶段。

织雀系列3D打印设备产品亮点：

光刻精度高达1μm

多精度自由切换(1μm / 2μm / 5μm)

支持多种树脂/陶瓷材料打印(适合新材料开发)

支持在已有样品上进行对准驳接打印

全画幅聚焦扫描

最小可加工料池体积15 ml