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提升工業(yè)瓷附加值,！盤點3D打印氧化鋯陶瓷的應(yīng)用

升華三維 2022-08-03 | 閱讀：908

在工業(yè)4.0和中國制造2025的潮流下,，陶瓷3D打印技術(shù)作為增材制造技術(shù)之一,，開始進入高速增長期。其中氧化鋯陶瓷也將由成長初期逐步邁入高速成長期,，3D打印高性能氧化鋯陶瓷越來越受關(guān)注,，其應(yīng)用優(yōu)勢也越來越被認(rèn)可。

早在20世紀(jì)20年代,，氧化鋯（ZrO?）就被用作熔化玻璃、冶煉鋼鐵的耐火材料,。70年代以后,，人們發(fā)現(xiàn)了它的晶相結(jié)構(gòu)特性和電化學(xué)特性，對氧化鋯有了更深的了解,，并以此為基礎(chǔ)開發(fā)了新的結(jié)構(gòu)材料和功能材料,。近年來隨著科技技術(shù)日新月異的發(fā)展，陶瓷3D打印技術(shù)取得長足進步,，各類專業(yè)的工業(yè)級陶瓷3D打印設(shè)備和陶瓷打印材料也獲得廣闊的市場空間,，并助推氧化鋯陶瓷3D打印技術(shù)成功地應(yīng)用在航天工業(yè)、汽車工業(yè),、機械工業(yè),、電力電子工業(yè),、生物醫(yī)學(xué)工業(yè)、建筑材料和裝飾材料等領(lǐng)域,。

1,、3D打印氧化鋯陶瓷在航空工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

在金屬氧化物材料中，氧化鋯的高溫穩(wěn)定性,、隔熱性能最好,，加之無可比擬的耐磨性能，氧化鋯陶瓷材料成為航天飛機外殼的隔熱瓦,、火箭及導(dǎo)彈雷達保護罩,、坦克裝甲等的主要原材料。3D打印的氧化鋯陶瓷制品表現(xiàn)出優(yōu)良的沖擊性能和結(jié)合強度,，工作穩(wěn)定可靠,，特別適用于航天飛機的超高溫和特殊環(huán)境。

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△氧化鋯陶瓷在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用

2,、3D打印氧化鋯陶瓷在汽車工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

氧化鋯陶瓷硬度和韌性上的優(yōu)勢在汽車上發(fā)揮的作用淋漓盡致，它能很好地平衡各種溫度,、波動,、振動，汽車的發(fā)動機,、傳感器,、制動器、減震器等重要裝置中都有涉及,。

在汽車發(fā)動機艙中,，采用3D打印可以生成各種耐熱組件，如閥門和燃油泵組件,，不僅可以降低發(fā)動機噪音水平,，還可實現(xiàn)更高的效率并減少磨損。在汽車內(nèi)部各種侵蝕性環(huán)境中,，3D打印的氧化鋯陶瓷能夠耐高溫并具有出色的耐磨性和高彈性,。在排氣閥門的應(yīng)用中，3D打印的氧化鋯陶瓷經(jīng)受住了傳統(tǒng)元件因為壽命短而失效的考驗,。由于其較低的彈性模量,、高強度和耐磨性，出色的表面性能以及與鋼相對應(yīng)的熱膨脹系數(shù),，氧化鋯是3D打印制造排氣閥的理想選擇,。

△氧化鋯陶瓷樣品（樣品來源：升華三維）

3、3D打印氧化鋯陶瓷在機械工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

氧化鋯具有抗磁,、電絕緣,、耐磨耐腐蝕,、無油自潤滑、耐高溫耐寒等優(yōu)點,，被用于極為惡劣和特殊環(huán)境,，是機械加工領(lǐng)域不可或缺的一員，主要的應(yīng)用有閥門,、軸承等產(chǎn)品,。升華三維3D打印技術(shù)可以實現(xiàn)復(fù)雜氧化鋯陶瓷形狀的直接成型，陶瓷燒結(jié)產(chǎn)品的屈服強度為650 Mpa,，抗拉強度可達719Mpa,，硬度可達到88HRA。

提升工業(yè)瓷附加值,！盤點3D打印氧化鋯陶瓷的應(yīng)用

△升華三維氧化鋯燒結(jié)件力學(xué)性能

4、3D打印氧化鋯陶瓷在電力電子工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

氧化鋯具有優(yōu)良的力學(xué)性能,、耐腐蝕,、特殊光性能、電性能和高絕緣性能,，是光通訊重要元件,、光纖連接器主要材料，并在電子制造行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用,。3D打印的氧化鋯陶瓷能夠滿足電力電子工業(yè)應(yīng)用中的要求,，可以制作電子絕緣和精密連接相關(guān)的精密零件。

5,、3D打印氧化鋯陶瓷在生物醫(yī)學(xué)工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

由于氧化鋯擁有很好的生物相容性和優(yōu)秀的外觀,，3D打印的氧化鋯陶瓷在骨科和牙科應(yīng)用中表現(xiàn)良好，廣泛應(yīng)用于永久性植入物及義齒等醫(yī)療器械,。利用3D打印更為智能,、精密、復(fù)雜化的制造能力,，3D打印的氧化鋯陶瓷利于形成類似人體骨骼的多孔表面,，更適合細胞增長。

△氧化鋯微孔洞結(jié)構(gòu)件樣品（樣品來源：升華三維）

升華三維深耕陶瓷/金屬3D打印技術(shù)多年,，國內(nèi)首創(chuàng)的PEP 3D打印技術(shù)特別適用于生產(chǎn)復(fù)雜應(yīng)用場景中的高密度陶瓷/金屬部件。對于陶瓷3D打印,，升華三維已經(jīng)形成完備的技術(shù)體系,，3D打印的組件能夠很好地滿足陶瓷工業(yè)和陶瓷研究對高密度、穩(wěn)定性和高精度的需求,。

其主打的UPS-250/556 3D打印機及其配套打印材料具有完全自主知識產(chǎn)權(quán),。UPS-250/556除了在精度和速度方面的優(yōu)勢,，升華三維的材料兼容性也非常好，設(shè)備可以打印氧化物陶瓷,、非氧化物陶瓷,、金屬陶瓷復(fù)合材料等。同時燒結(jié)后的樣品具有高精度,，可達與傳統(tǒng)技術(shù)相當(dāng)致密度的優(yōu)異性能,。

△升華三維PEP技術(shù)打印材料體系豐富

目前隨著陶瓷3D打印技術(shù)的快速進步與發(fā)展，升華三維在夯實PEP 3D打印技術(shù)的基礎(chǔ)上,，憑借對特種陶瓷材料配方開發(fā),、3D打印設(shè)備研發(fā)、操作軟件的研究優(yōu)勢,，為各行業(yè)用戶"按需定制”從3D打印材料,、打印設(shè)備到實際場景應(yīng)用的全套解決方案，幫助提升在復(fù)雜精密零部件制造中的競爭優(yōu)勢,，并為客戶帶來高附加值,。