陶瓷3D打印固含量高达87wt%,奇遇科技双缸-下沉正置式DLP解决方案

3D打印资讯
2022
05/31
08:51
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南极熊导读:利用3D打印技术实现高性能陶瓷零部件的精细成型是目前的热点话题。陶瓷3D打印主要是利用光固化技术,通过固化包含了陶瓷粉末和光敏树脂的浆料来实现打印成型。现有的陶瓷3D打印技术主流是基于选择性激光固化的SLA陶瓷3D打印技术,另外是基于提拉DLP陶瓷3D打印技术,这些技术面临三个技术难点:
●一是如何制备并打印高固含量的陶瓷浆料以提高烧结效率减少开裂;
●二是如何实现超微复杂结构的高精度成型;
●三是对于大多数的陶瓷3D打印技术来说,如何减少材料加入量,提高材料利用率。
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▲Adventure-3D-ZP-Printer打印的氧化铝型芯坯体

2022年5月31日,南极熊获悉,深圳奇遇科技(Adventure Tech.)针对高性能陶瓷3D打印,推出了高精度Adventure-3D-ZP-Printer系列的正置式双缸DLP陶瓷3D打印机有效成型尺寸最小可达67.2×37.8×90 mm、最大可以达到192x108x150 mm,光学精度最高可达25 μm
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▲Adventure-3D-ZP-Printer系列陶瓷3D打印机

Adventure-3D-ZP-Printer最大的特点是采用“双缸-下沉-刮料”结构,供料缸和成型缸面积比例1:1,该结构可以根据实际打印模型大小,自行选择加入陶瓷光敏浆料的数量,浆料加入量略大于成型缸面积乘以打印样品高度即可,最低只需50mL浆料即可开始打印,适用于新型高精度陶瓷3D打印材料开发。该结构相对于提拉型陶瓷3D打印设备来说,不存在“离型拔膜过程”,可以极大的提高打印成功率,对于折射率较高的陶瓷材料成型,不存在紫外光穿过玻璃、离型膜等不同介质过程中的“二次反射”造成的边缘虚化精度差的效应;相对于单料缸下沉型以及蠕动供料下沉类型的陶瓷3D打印设备来说,在保持下沉优势以及高精度同时,可以保持单次实验投料量最少;非常适用于高校科研院所的陶瓷材料开发实验。

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▲Adventure-3D-ZP-Printer“双杠-下沉-刮料”结构

更为重要的是,针对这款3D打印机和高性能陶瓷3D打印,奇遇科技(Adventure Tech.)研发团队推出了全套解决方案,包括高性能陶瓷浆料制备-超微复杂结构打印方案设计-陶瓷坯体排胶和烧结建议,为客户打印高精度陶瓷件提供完整的服务。

要实现高精度陶瓷3D打印,首先需要制备高固含量的陶瓷浆料,高固含量浆料通常意味着打印的陶瓷坯体更容易烧结,但是高固含量的陶瓷浆料也意味着更难打印。奇遇科技的研发团队,针对性地开发出了多款高固含量的3D打印陶瓷浆料,例如固含量高达87wt%(体积分数>65vol%)的氧化铝陶瓷浆料,固含量高达85wt%(体积分数>50vol%)的氧化锆陶瓷浆料等等。可提供解决方案的陶瓷材料种类包括氧化铝、氧化锆、钛酸钡、羟基磷灰石、二氧化硅、氮化硅、碳化硅等

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▲高固含量陶瓷浆料:87wt%的氧化铝浆料
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▲高固含量陶瓷浆料:85wt%的氧化锆浆料
▲视频:Adventure-3D-ZP-Printer打印陶瓷型芯的过程

据南极熊了解,奇遇科技推出的Adventure-3D-ZP-Printer陶瓷3D打印机,采用波长为405nm(可选385nm、365nm)的DLP数字投影光机作为成型光源、开发了独创的“双缸-下沉-刮料”系统,以及特殊设计的双刮刀结构,能够在铺料过程将陶瓷浆料均匀推动到刮刀前方,且不会过多堆积,刮料均匀平铺,解决了高粘度陶瓷浆料的极薄涂层平铺的问题,同时备有回料系统,可以避免陶瓷浆料的浪费,实现陶瓷浆料的高效利用。此外,Adventure-3D-ZP-Printer有效避免了“提拉式结构”的打印设备中存在的“二次反射引起的二次固化”造成坯体固化边缘模糊、精度低的问题,有效提高了陶瓷打印的精度和成功率。另外,此设备配置了可上下移动的光机,因此具备了精度可调性,能够实现同一设备多精度打印。据悉,该系列设备性价比高,打印参数全部开放,特殊的应力释放扫描算法,更适合高粘度陶瓷打印材料的开发和成型。打印幅面可调,兼顾实验室试制和工业化生产两种模式。这一系列设计为实现高性能陶瓷的高精度打印提供了有效保障。

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▲“提拉式结构”中“二次反射”和“二次固化”导致的精度问题

与此同时,陶瓷坯体的成功烧结是得到高性能陶瓷产品的必备步骤。南极熊了解到,奇遇科技的研发团队针对不同的陶瓷3D打印产品,从浆料的基本性质和产品的特殊结构出发,结合多年的经验积累,可以提供个性化的排胶和烧结建议,最大程度地在短时间内实现高性能陶瓷的无损排胶和烧结。

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▲Adventure-3D-ZP-Printer打印的氧化铝(左)和氧化锆(右)陶瓷烧结成品(30小时内实现排胶+烧结)

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▲Adventure-3D-ZP-Printer打印陶瓷产品细节展示
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▲Adventure-3D-ZP-Printer打印的陶瓷十二生肖

据悉,奇遇科技研发的这款Adventure-3D-ZP-Printer 打印设备已被国内知名高校和企业验证并采用,服务于生物医疗航空航天等领域核心产品的研发和生产

关于奇遇科技

深圳奇遇科技有限公司(Shenzhen Adventure Tech. Co., Ltd.)是一家专注于高性能材料3D打印技术与应用开发的高新技术企业,集合了来自清华大学和海外留学归来的博士研发团队,在陶瓷3D打印领域深耕多年,在深圳、佛山设有研发、生产基地。此前奇遇科技开发了了多款陶瓷3D 打印机,成型范围从67.2mm x 37.8mm x 90mm到192mm x 108mm x 150mm,标准光学精度最高25 μm(可选择定制10μm高精度光机实现超高精度打印),适合于多种陶瓷浆料的打印成型,已被国内众多高校、科研院所和企业用户采用,助力客户探索新方向、开拓新应用、挖掘新材料,开发新产品,助推客户的高性能陶瓷研发、生产向科技化、数字化和智能化方向发展。





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