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聚焦增材制造,，升華三維帶您解鎖陶瓷3D打印新玩法

升華三維 2022-07-14 | 閱讀：603

陶瓷增材制造的工業(yè)應用比金屬和塑料材料大概晚十多年，這其中陶瓷增材制造的許多挑戰(zhàn)可以追溯到加工結構陶瓷材料的內在困難,，包括加工溫度高、對缺陷敏感的機械性能和加工特性差,。為使陶瓷增材制造領域成熟,，未來的研發(fā)應著眼于擴大材料選擇,，改進3D打印和后處理控制，以及多材料和混合加工等獨特能力,。

陶瓷的3D打印市場應用方面,，在形態(tài)的基礎上，將3D打印陶瓷市場分析分為細絲,、液體和粉末,。根據(jù)最終用途，3D打印陶瓷市場分為航空航天與國防,、醫(yī)療保健,、汽車、電子,、核能等,。由于陶瓷在原型制作和鑄造方面的應用，航空航天和國防占據(jù)了相當大的市場份額,。

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3D打印陶瓷市場預測? SmarTech

利用3D打印技術實現(xiàn)高性能陶瓷零部件精細成型是目前的熱點話題,。與金屬和聚合物相比，陶瓷材料由于其固有的機械硬度和脆性,，很難通過機械加工等減法成型方法成型,。這是陶瓷3D打印對整個行業(yè)非常有吸引力的原因。隨著越來越多的企業(yè)進入到該領域,，提供不同的解決方案,。到2032年陶瓷3D打印市場有望在2022年的基礎之上增長7倍。

在目前這種情況之下,，F(xiàn)ormnext + PM South China 2022深圳國際增材制造,、粉末冶金與先進陶瓷展覽會將于2022年9月14日至16日在深圳國際會展中心3號館舉辦。展會將繼續(xù)聚焦增材制造,、粉末冶金及先進陶瓷相關的前沿成型制造技術,，賦能高端制造業(yè)革新，助力產(chǎn)業(yè)智能升級,，為高端制造筑造高品質的全產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新互動平臺,。升華三維作為國內金屬/陶瓷間接3D打印技術的開拓者和領航者,也將展示最新的陶瓷3D打印技術應用成果，為市場注入全新活力,。

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升華三維展位效果圖

在本次展會的B71號展位,，升華三維將打造“面向規(guī)模化生產(chǎn)的間接3D打印技術,，下一代產(chǎn)品設計及制造方案”為主題的特裝展位,，還將攜核心產(chǎn)品工業(yè)型獨立雙噴嘴3D打印機UPS-250及大尺寸獨立雙噴嘴3D打印機UPS-556亮相展會。設備均采用獨立雙噴嘴設計，可以同時打印或者各自輪流打印金屬和陶瓷不同種類材料的復合產(chǎn)品開發(fā),，實現(xiàn)復雜結構和產(chǎn)品的成形,，具有操作簡單、工業(yè)型,、高精度,、高質量、高性價比等優(yōu)點,，適用于科研教育,、工業(yè)制造、航天航空,、軍事國防,、生物醫(yī)療、汽車,、模具制造,、新能源等領域的3D打印技術開發(fā)、材料開發(fā)和金屬/陶瓷產(chǎn)品快速開發(fā)制造,。

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升華三維3D打印機

基于以上3D打印設備,，升華三維已實現(xiàn)氧化鋯、氧化鋁,、碳化硅,、氮化硅等特種陶瓷材料及以羥基磷灰石為主的生物陶瓷材料的3D打印。為3D打印大規(guī)模進入應用市場創(chuàng)造有利的客觀條件,。

氧化鋯3D打印

因氧化鋯材料具有高強度,、高硬度、耐高溫,、耐腐蝕,、低密度、化學穩(wěn)定性好等優(yōu)異特性,，通過與3D打印技術的緊密結合,，其在航空航天、汽車制造,、生物醫(yī)療,、工業(yè)制造、化工等行業(yè)有著廣泛的應用,。

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氧化鋯零部件（樣品來源：升華三維）

另外,，在生物醫(yī)療行業(yè)一直熱衷于采用3D打印技術，特別是在假肢到植入物等一系列醫(yī)療應用上,。因為在與傳統(tǒng)的醫(yī)療植入物制造方式相比,，陶瓷3D打印提供了更加便捷,、低成本、個性化的制造優(yōu)勢,，而且陶瓷具有類似人體骨骼的多孔表面,，在醫(yī)療植入方面能夠達到更優(yōu)異的治療效果,。當然,，除了骨科植入物，牙科其實也是氧化鋯陶瓷3D打印的另一個重要的醫(yī)療應用,。

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氧化鋯結構件（樣品來源：升華三維）

氧化鋁3D打印

陶瓷3D打印技術具備的各項優(yōu)勢,，大幅提高了氧化鋁陶瓷的生產(chǎn)效率并降低了生產(chǎn)成本。由升華三維推出的氧化鋁陶瓷3D打印材料可用于生產(chǎn)氧化鋁的陶瓷部件,。目前氧化鋁陶瓷3D打印材料已經(jīng)在建筑,、航空航天和電子產(chǎn)品等領域得到了推廣及應用。

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氧化鋁零部件（樣品來源：升華三維）

碳化硅3D打印

而碳化硅陶瓷是一種具有高強度,、高硬度,、高熱導率、高化學穩(wěn)定性等優(yōu)異性能的陶瓷材料,，被廣泛應用于航空航天,、微電子、汽車工業(yè),、核工業(yè)等領域,。結合3D打印技術的SiC陶瓷制備技術成為目前研究和應用的主要發(fā)展方向，升華三維已實現(xiàn)SiC陶瓷復雜結構部件的大尺寸,、輕量化,、一體化制備。能良好地解決傳統(tǒng)陶瓷材料復雜形狀難成型,、難加工,，制作周期長、成本高的問題,。

碳化硅結構件（樣品來源：升華三維）

近日,，中國科學院上海硅酸鹽研究所陳健副研究員首次提出高溫熔融沉積3D打印結合反應燒結制備高固含量SiC陶瓷的新方法，成功制備出力學性能接近于傳統(tǒng)方法制備反應燒結的SiC陶瓷,。該團隊使用3D打印設備UPS-556實現(xiàn)了SiC陶瓷復雜結構和產(chǎn)品的快速成形,，大大節(jié)省了產(chǎn)品打印時間，具有操作簡單,、工業(yè)型,、高精度、高質量,、高性價比等優(yōu)點,。再結合反應燒結制備工藝在復雜結構碳化硅陶瓷產(chǎn)品近凈尺寸成型方面形成了巨大優(yōu)勢,，從而提高了產(chǎn)品生產(chǎn)效率并降低生產(chǎn)成本，為制造復雜結構陶瓷提供了新的工藝方案,。

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上硅所提出SIC陶瓷制備新方法

氮化硅3D打印

作為陶瓷3D打印材料中的新成員,，氮化硅算是目前陶瓷3D打印材料中最堅硬、最耐磨的材料之一,。此外還具有低密度,、抗熱震性、高溫下的高機械性能和低熱膨脹系數(shù)等優(yōu)點,，在航空航天,、國防軍工、機械領域得到廣泛應用,。

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氮化硅結構件（樣品來源：升華三維）

生物陶瓷3D打印

近期,，升華三維實現(xiàn)了具有高強度、高度有序性,、孔分布及孔結構高度可控的生物陶瓷人工骨打印,。羥基磷灰石、磷酸三鈣等生物陶瓷材料具有良好的生物相容性,、無刺激性,、無排異作用。而3D打印技術理論上能實現(xiàn)任意形狀的骨結構,，與患者的骨缺損部位相符合,。為人工骨的個性化、定制化,、一體化復雜結構體制備提供了可能,，能滿足生物醫(yī)療領域個體化治療的需求。并且通過3D打印的建模及拓撲優(yōu)化,，在保證良好的力學性能的同時,，有效地控制其內部微孔洞結構的數(shù)量、大小及分布,打印出具有與人體骨組織相似的相互連通的微孔洞結構,，為細胞,、纖維等新生骨組織的長入提供生長空間?？蓮V泛用于臨床醫(yī)療和外科方面的骨折和關節(jié)軟組織損傷的修復,。

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