Lithoz创始人Homa博士：陶瓷3D打印的创新研发和批量应用

2023年9月12日，TCT亚洲3D打印展在上海开幕，作为国内3D打印领域的重磅展会，受到全球3D打印厂商的青睐，也引起了社会上的广泛关注。奥地利陶瓷3D打印厂商俐陶智（Lithoz）参加本次展会，并现场展示了陶瓷3D打印机CeraFab S65和陶瓷应用。

展会期间，南极熊对俐陶智（Lithoz）的CEO Johannes Homa博士进行了专访，以了解这家全球领先的陶瓷3D打印厂商在技术、产品和应用方面所取得的最新成果。

△俐陶智的两位创始人Johannes Benedikt博士（左）和Johannes Homa博士（右）

据南极熊了解，俐陶智（Lithoz）由Johannes Homa博士和Johannes Benedikt博士在2011年创立，创立之初，他们就将公司的目标设定为提供高质量的陶瓷3D打印产品，并与客户积极合作推动陶瓷材料的发展。从最初在维也纳理工大学一个小车库开始创业，如今已经成长为全球陶瓷3D打印设备和材料市场的领先企业，使用俐陶智的技术进行陶瓷3D打印的客户也已经遍布全球。这期间他们有怎么样的感悟，对于陶瓷3D打印的理解有哪些变化，他们又是如何看待中国市场的？

△俐陶智陶瓷3D打印机CeraFab S65的内部结构

3D打印难以加工的陶瓷材料

Homa博士告诉南极熊：“成立12年来，俐陶智不断研发一系列新技术和新材料，通过提供符合工业标准的陶瓷3D打印技术，引领整个陶瓷3D打印行业逐步向各行业落地。”2022年，俐陶智发布了最新的LIS打印技术（激光诱导注浆成型技术），以及搭载这项技术的陶瓷3D打印机CeraMax Vario V900。这项技术使用水基浆料，有机粘合剂的含量低至2-3%，它能够生产完全致密的大尺寸、壁厚可达 40 mm的陶瓷部件，这是陶瓷制造技术的新突破。

更重要的是，LIS技术可以直接加工工业陶瓷生产中经常使用的材料，比如氧化铝和氧化锆，甚至是氮化硅和碳化硅等陶瓷。“我们看到了这个行业的需求，并努力开发一种能够处理这种材料的打印工艺。” Homa博士说道。

△俐陶智LIS工艺3D打印的陶瓷件

陶瓷3D打印正在走向批量应用

最初，3D打印技术主要用于原型制造，而现在这项技术正在走向批量生产和应用，陶瓷3D打印技术也遵循同样的发展趋势。Johannes Homa博士表示：“陶瓷3D打印目前在工业领域的应用十分灵活，例如航空航天，医疗以及特定极端工况的应用场景。高质量和高重复性是这些行业的关键要求，而这也正是陶瓷3D打印的优势所在。3D打印的铸造陶瓷型芯是目前航空航天领域的重要应用，通过3D打印可以实现更复杂的设计，这些陶瓷型芯比传统方法生产的陶瓷型芯具有更优的铸造性能。”

△俐陶智合作伙伴Steinbach AG开发的达芬奇手术机器人陶瓷打印零件

“通过将陶瓷高度理想的材料特性与3D打印可实现的设计自由度相结合，可以制造出比金属和聚合物更耐用的高性能复杂部件。俐陶智坚信各行业今天遇到的每个技术瓶颈难题，其将来的解决方案都必将包含陶瓷3D打印组件，因为我们已经看到了这项技术的革命性。虽然陶瓷3D打印传统上经常仅仅被视为主要用于制作快速原型，但我们的技术可以很容易地扩展到工业级批量生产规模。如我们的创新合作伙伴Steinbach AG，就曾经在俐陶智的技术支持下，仅单一零件生产规模就开发至年产12,000个。”

医疗应用和陶瓷/金属复合3D打印

在医疗应用方面，由于生物可吸收部件可以利用晶格网络结构设计和生产，陶瓷3D打印也具有独特的优势。在植入人体后，天然骨可以在这个网络中生长，并提高愈合速度。因此，陶瓷3D打印在医疗和牙科市场也在迅速增长，自2017年以来，3D打印的高质量生物可吸收植入物已经在人体中使用。这些植入物可以模仿骨骼的孔隙结构，并逐渐被身体吸收，避免了进行第二次创伤性手术。

△俐陶智的生物可吸收陶瓷打印材料HA 480 (羟基磷灰石)

俐陶智的陶瓷3D打印技术的另一个强大优势是可以通过将陶瓷和金属结合在一台设备上进行多材料一体打印。

△陶瓷和金属的复合打印

研发陶瓷3D打印中的增材思维挑战

当谈到在开发陶瓷3D打印技术过程中所遇到的挑战时，Homa博士表示：“我们面临的最大挑战来自整个市场——陶瓷3D打印需要与传统制造截然不同的设计理念，需要工程师转变思维方式，这点是非常难以克服的。与金属和聚合物相比，陶瓷也不是一种常规使用的材料，所以当人们尝试新事物时，会面临一些障碍。如今，人们已经渐渐认识到陶瓷优越的材料特性，我们通过制造出高质量、功能强大的陶瓷部件，并提供生产实现这些部件的技术、材料、软件和支持，现在业界也确信了陶瓷3D打印的能力。”

△突破传统制造设计思维的突破性创新产品

俐陶智的战略目标

随着陶瓷3D打印技术被用户接受，也有越来越多的企业进入到这个领域，本次TCT展会上就见到了不少陶瓷3D打印厂商的身影，那么俐陶智如何看待这一现状。Homa博士表示：“很高兴看到市场上出现这么多的陶瓷3D打印技术，没有一种技术可以满足所有的需求，但我们同时希望市场能够符合工业级的质量标准。遗憾的是，有些厂商并没有把质量放在第一位，这其实损害了陶瓷3D打印这项技术的声誉。我们正在通过这种树立行业标杆的行为方式推动整个行业向前发展。通过制造出高质量、功能强大的陶瓷部件，并提供生产实现这些部件的技术、材料、软件和支持，如今陶瓷3D打印产品技术已经尽显其优势。而且鉴于我们的合作伙伴使用俐陶智技术取得的成功，业界现在也确信了陶瓷3D打印的能力。”

△俐陶智于2022年全新投入的产品生产基地

关于中国市场，Homa博士说道：中国是我们在欧洲以外第一个交付设备的国家，这里有巨大的潜力——不仅仅在科研教育方面，更是在制造业，尤其是医疗和工业应用领域。我们现在在中国已经有了自己的官方主页（www.lithoz.cn）和微信公众号，并计划在未来几年大幅扩大我们在中国的业务。我们非常看好中国市场，我们对任何合作机会都敞开大门！希望未来几年在中国的陶瓷打印应用进一步落地，在中国市场获得和欧美市场同样的成功。