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陶瓷3D打印技术在行业内应用

由于陶瓷有着脆而硬的特性,并且耐高温,耐腐蚀、耐磨绝缘、化学和物理性能稳定,所以在许多行业内有着广泛的应用,例如航空航天、生物医疗、电子制造、汽车、模具、陶瓷首饰、文化创意等领域。随着技术的不断发展,陶瓷3D打印技术作为增材制造技术,将与传统的减材和等材制造一样,成为陶瓷加工方法中不可或缺总结的一部分。

传统的陶瓷打印过程是先通过3D图设计,再进行原型制作,模具制作再到生产,加工周期长,修改成本高,复杂结构靠多件拼装,而因泰莱激光利用SLA光固化激光陶瓷3D打印技术直接通过3D设计图导入生产,修改没有成本,能够快速迭代,提高生产效率,并且可以生产出传统制造无法实现的高难度复杂的陶瓷零件。

因泰莱激光陶瓷3D打印陶瓷样品

经济效益

传统的制造模式(注塑成型)是一个启动成本很高的过程,模具的制造成本很高,而第一步对于某些小型企业而言可能是无法克服的障碍。但是,一旦制造出模具,每次注入的塑料“注射料”的成本就非常低。

注塑成型与3D打印经济效率

陶瓷3D打印的不同之处在于,它不同于注塑成型,它是一个一步的过程。无需工具,成品零件直接从打印机中取出。这意味着没有阻碍性的启动成本。少量的3D打印比注射成型便宜,而大量的注射成型比3D打印便宜。从逻辑上讲,这也意味着“最佳值”选项从3D打印切换到注塑成型时有特定数量。

设计自由度

陶瓷3D打印的优势在于能够极大地提高设计自由度,并可以生产出传统制造无法实现的高难度复杂的陶瓷零件。相对于传统制造,对于复杂工件,可以一体成型,不需要子部件组装,确保了整体性能和可靠性。制作周期短,可以按需个性化定制,小批量打样和生产。

陶瓷3D打印能够实现高难度复杂的陶瓷零

常见的几种陶瓷3D打印结构设计包括夹层结构、点阵结构、仿生结构、个性化设计四种,其中夹层结构的优势在于质量较轻,弯曲强度大、抗失稳能力强、耐疲劳、吸音、隔热。而点阵结构的优势在于节省材料、减轻重、均匀分解外部载荷,保证承载能、用作植入物时与人体组织密切融。仿生结构的特点在于可以提高材料的使用率,可实现轻量化结构的力学性能优化。个性化设计的特点是个性化、定制化,超复杂结构制造,低成本、高效率。而陶瓷3D打印技术采用无模成型的方式,打破了传统工艺设计局限,极大地提高了设计自由度,擅长解决复杂化、个性化的异型精密陶瓷部件的成型问题,在多个领域具有广泛应用。

因泰莱激光采用SLA光固化激光陶瓷3D打印技术,将陶瓷粉末跟光敏树脂混合研制的陶瓷浆料导入陶瓷3D打印机,进行激光选择性固化,最后进行脱脂烧结得出打印成品。CeraBuilder系列陶瓷3D打印机具有打印光洁度好,精度优,强度佳等特点,从打印到最终成品收缩率控制在15-20%之间。

目前因泰莱激光自主研发的CeraBuilder系列陶瓷3D打印机包括CeraBuilder100、100Pro、160Pro、2500、3000等,自主研发的陶瓷打印材料多达数十种,其中包括氧化系陶瓷、氮化系陶瓷、生物陶瓷等多个种类,涉及十数种材料,适合CeraBuilder系列打印机和其他的客户应用。

CeraBuilder系列陶瓷3D打印机

CeraBuilder系列陶瓷3D打印机打印的陶瓷材料兼容度高,不同种类粉料、粒径、形貌,打印参数全部开放,真正做到了让机器适应材料,而不是让材料适应机器。机器易于操作,半天就可以上手,打印参数设置教学,通过专业培训,快速导入。

设计直接导入生产
打印完成清洗

CeraBuilder系列陶瓷3D打印机采用高精度运动系统伺服电机Servo System,重复精度可达到0.003mm。专利辅料系统设计,液膜最小厚度0.025mm,可兼容浆体粘度高达20000mPa-S。设备内还安装了视频监控,可以全程监控,随时知道打印状态。能够最大限度节约用料,几十毫升浆料既可以启动打印。

陶瓷3D打印打印过程

陶瓷3D打印技术为生产高效、高性能的陶瓷部件提供了极大的设计自由,但并不代表这种灵活性能够让我们随心所欲地设计任何想要的形状,要想以最低的成本和最少的浪费来批量生产零件,则必须充分考虑3D打印的工艺特性和陶瓷材料的固有属性。

武汉因泰莱激光由华中科技大学校友创立于2016年,公司位于位于武汉光谷华师科技园内,在武汉、深圳均设有研发基地,曾获得武汉市科技小巨人企业、陶瓷3D打印产业联盟理事单位、湖北省激光行业协会会员单位、中国医学装备协会医用增材制造委员单位等称号,业务范围涵盖先进陶瓷3D打印服务、打印设备、打印材料、工艺设计开发、应用开发等,是一家专于先进陶瓷激光3D打印与激光智能制造应用开发的国家高新技术企业。

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