Lithoz发布多材料陶瓷3D打印机CeraFab Multi 2M30

导读：增材制造技术的快速发展不再局限于单材料，多种材料同时使用来制造零件成为新的趋势。通过打印多种材料，可以开拓更多的应用领域，包括电子和嵌入式传感器、生物医学植入物、生物医疗设备、航空航天、汽车和储能系统。

2020年11月23日，南极熊获悉，奥地利陶瓷3D打印公司Lithoz发布了一款多材料3D打印机CeraFab Multi 2M30。这款设备使得3D打印复杂几何形状的多材料部件成为现实。有了这台机器，不仅可以打印陶瓷/聚合物，还可以打印金属/聚合物。开放式的系统允许用户开发自己的材料，以制造多功能的部件，这是传统成型技术无法实现的。开发人员可以整合其他工艺（如喷墨、喷涂），将CeraFab Multi 2M30的功能范围扩展到更先进的应用。

△CeraFab Multi 2M30：Lithoz的多材料3D打印机

CeraFab Multi 2M30

CeraFab Multi 2M30由两个旋转的料槽组成，料槽内填充有光固化树脂/悬浮液。两个独立的料槽意味着陶瓷可与其他陶瓷、聚合物或金属结合使用。

△CeraFab Multi 2M30内部结构图

料槽的底部是透明的，光源可以从下面固化树脂。创新的双料槽系统增强了的速度、准确性和有效性，全自动清洗可以避免了在生产过程中材料的交叉污染。

CeraFab Multi 2M30的技术参数

不同类别的材料在打印之后，可以通过烧结集合成一个组件，目的是配合不同材料的收缩行为来制作功能部件，Lithoz正在研究如何保证多材料的成功共烧结。

可以打印的结构

目前这款设备可以做到不同的功能分级结构(FGS)，包括：
a) 两种材料结合在一层中；
b) 密实的材料与多孔材料相结合；
c) 两相或多相材料渐变；
d)和e)上述各项的结合。

△CeraFab Multi 2M30 可能的成分和/或结构组合（a、b、c、d、e）

Lithoz最近将氧化铝与氧化锆混合增韧氧化铝，烧结后具有清晰的边界和良好的层粘结，两者之间的界面都可见。

△在CeraFab Multi 2M30上打印的ZTA–Al2O3复合材料生坯零件

另一项研究专注于3D打印双色环，白色和橙色相结合。

△在CeraFab Multi 2M30设备上3D打印的双色氧化铝环(烧成后)

应用领域

多材料的打印，可以发挥材料的多功能特性，其应用领域可以结合以下特性进行拓展。
- 多孔性｜致密性。
- 生物可吸收性｜生物惰性。
- 坚硬｜延展性。
- 导电性｜电绝缘性。
- 导热性｜热绝缘性。
- 磁性｜非磁性。
- 颜色。

其中，非常适合的一个应用领域是医疗应用，我们都知道，骨头包含致密的内部微孔结构和坚硬的外部结构，并能够在不同位置提供生物适应性和定制的摩擦学特性。

下图是一个采用两种不同3D打印技术制造的下颌骨笼植入物。从材料和结构上都模仿高梯度结构和骨的梯度。高强度的氧化锆外壳在愈合阶段提供支撑，内部由生物可吸收的多孔羟基磷灰石等材料制成，这可以使骨质再生，并将被人体生物吸收，保证了彻底治愈。TCP/HA和氧化锆的组合被用于骨头，并为未来的永久性植入物设计开辟新的市场。许多应用可以从3D打印中获益，包括印制电路板，压电堆栈、电子和电信的组件，以及低速和高速组件。

△氧化锆和多孔羟基磷灰石制成的下颌骨笼

多材料的3D打印，可以减少制造过程中的步骤工艺，最大限度地降低制造成本。CeraFab Multi 2M30的推出对于多材料打印的设计、制造、应用创新都具有重要的意义。