CeraBuilder 100陶瓷激光3D打印机 助力高性能微波陶瓷器件快速研发

　　陶瓷3D打印技术在航空航天，人工骨、工业精密零件制作、工艺品等领域有着诸多的应用。然而，在射频器件、微波领域的应用鲜有报道。华中科技大学光学与电子信息学院、电子信息功能材料教育部重点实验室吕文中教授团队利用武汉因泰莱激光科技有限公司生产的CeraBuilder 100陶瓷激光3d打印机进行了高性能MgTiO3-CaTiO3微波陶瓷3D打印成型及相关性能研究，该微波介质材料在高频通讯、5G领域有着非常好的应用前景，相关研究成果发表在了国际权威期刊Ceramics International上，文章名为“Fabrication of high-performance MgTiO3-CaTiO3 microwave ceramics through a stereolithography-based 3D printing”。

CeraBuilder 100陶瓷激光3d打印机

　　CeraBuilder 100陶瓷激光3d打印机的成型过程：

　　对于该领域之前的研究，传统微波陶瓷测试件，一般通过干压法制作。相比传统的干压微波陶瓷相比，CeraBuilder 100陶瓷3d打印机成型的陶瓷件具有不变的相位特性、高密度、更均匀的粒子分部，更好的微波特性。

　　下图是干压法和CeraBuilder 100陶瓷3d打印机成型的测试件在相同的烧结条件下扫描电镜拍摄的图片

　　论文研究表明CeraBuilder 100 3D打印的样品具有更高的介电常数，Qxf值，也更加致密。如下表测试的数据，MgTiO3 数的Qxf值提升了30%

　　论文还利用CeraBuilder 100陶瓷激光3d打印机制作了一个Luneburg 透镜，并进行了性能测试。Luneburg 透镜是一种介质梯度从中心向外变化的无源器件。与凸透镜对光的作用类似，Luneburg透镜可以显著提高天线增益。然而，由于自然界中不存在这种梯度变化的理想的材料，使得Luneburg透镜的制造难度很大。因此，具有高介电常数的微波介电陶瓷提供了通过调节透镜的结构层的介电常数来制造Luneburg透镜的可能性，如图10（a）（b）所示，使用MgTiO3-CaTiO3的平面Luneburg透镜被打印和烧结。这个样品的最终尺寸约为直径70毫米，厚度8毫米（更多关于这个镜头的设计和实现过程的细节将会在作者下一片论中描述）。

　　综上所述，陶瓷3D打印技术为制备结构复杂的微波无源器件提供了一种潜在的新技术可能性，与传统的干压技术相比具有许多优点，期待作者下一阶段的研究论文的发表。

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