南极熊专访陶瓷打印龙头Lithoz公司：陶瓷3D打印的未来与挑战

导读：金属3D打印已经逐步走向成熟和工业化，占据了增材制造领域的“大半壁江山”，陶瓷3D打印又是否会成为下一个风口呢？

在全球制造业快速发展的背景下，3D打印技术逐渐成为各行业关注的焦点。在陶瓷3D打印领域，Lithoz公司凭借其先进的陶瓷光刻增材制造技术和丰富的产业经验，成为了这一行业的佼佼者。近日，南极熊对陶瓷3D打印龙头厂商奥地利Lithoz公司的创始人兼首席执行官Johannes Homa博士进行了专访，就陶瓷3D打印的现状、挑战以及未来的发展方向等问题进行了深入探讨。

Lithoz公司与陶瓷3D打印的渊源

Lithoz公司成立于2011年，专注于陶瓷3D打印技术的研发与应用。公司创始人表示他们从一开始就意识到，陶瓷材料在3D打印中的潜力巨大。早在2014年左右，南极熊也曾关注到清华大学陶瓷3D打印技术的相关信息。

随着技术的不断成熟，Lithoz逐渐建立起了自己的客户群体，特别是在学术界，他们的研究报告引起了广泛关注。公司在陶瓷3D打印领域的成功，不仅依赖于技术的创新，还在于与客户的紧密合作。

当前面临的挑战

尽管Lithoz在陶瓷3D打印领域取得了一定的成就，但他们也面临着诸多挑战。首先是客户对技术的认知问题。许多客户在尝试陶瓷3D打印时，由于缺乏相关经验，往往会因为技术不成熟或材料选择不当而导致项目失败。这种情况下，客户可能会对整个陶瓷3D打印技术产生怀疑，甚至放弃这一方向。

陶瓷3D打印涉及多个环节，包括材料准备、打印过程、后处理等，客户需要时间去学习和掌握这些技能。Lithoz公司指出，通常客户在首次使用时需要经历较长的学习曲线，这可能会影响他们的项目进度和决策。“我们发现，很多客户在第一次尝试后就不会再考虑陶瓷3D打印了，这对我们来说是一个很大的挑战。” Homa表示。他们强调，正确的技术选择和材料应用是成功的关键，因此公司始终保持与客户的沟通，帮助他们理解整个过程。

在谈及Lithoz转向批量化应用和验证时所遇到的挑战上，Homa博士表示：“如果你开始接触某样新技术，你需要时间去学习。开始学习机器、设计零件和进行后处理。这需要一个长期的学习阶段，并不算是一个大的挑战，我认为最大的挑战在于客户要开放与我们的合作。”

相较于激光烧结、挤出打印和粘结剂喷射等3D打印工艺，成型零件致密度低是一个共性的难题，这也是Lithoz选择采用光固化方法成形零件的原因。Lithoz也提到陶瓷材料采用光固化成型的第一点局限性在于材料方面：粉体颜色越深是越难打印，这与分体光学上的吸收问题。陶瓷材料的选择对打印质量至关重要。不同的陶瓷材料具有不同的物理和化学性质，这要求用户在选择材料时必须非常谨慎。错误的材料选择可能导致打印失败或成品性能不达标。第二个难点是尺寸问题，即打印壁厚：壁厚越厚、结构越接近实体构件越成形难。Lithoz表示他们也在尝试使用新的工艺来解决现在光固化成形陶瓷零件的难题。

合作与培训的重要性

为了克服这些挑战，Lithoz非常重视与客户的合作关系。他们认为，成功的项目往往源于良好的合作和沟通。“我们不仅提供设备，更希望能与客户共同开发，提供培训和技术支持。” Lithoz指出，地理、文化和语言等并不是限制陶瓷打印服务进入新市场的主要因素，公司很多成功的案例都是在与客户的深入合作中实现的，这是一个双向奔赴的过程。

Lithoz的理念是，3D打印不仅仅是简单的设备采购，而是一个需要长期投入和持续优化的过程。客户需要时间去学习和掌握技术，而Lithoz愿意在这个过程中提供全方位的支持。

陶瓷3D打印市场的发展

在谈及市场前景时，Lithoz认为尽管陶瓷打印在成熟度上落后于金属市场，但仍有很多的时间来推进技术的进一步成熟。事实上，陶瓷3D打印市场整体的体量是小于金属材料，二者并不是完全相同的类型。

另一方面，陶瓷3D打印也有着自身的独特优势。陶瓷行业的相关从业者已经熟悉使用陶瓷粉末材料作为原料，这与陶瓷部件已有的成形方法有关。3D打印只是引入了一种新的成形过程，所涉及的过程仍包括粉末混合、注浆、干燥和烧结等。Lithoz对陶瓷3D打印的未来充满信心，合作案例年产陶瓷零件已达400万个。这种从零到百万级别增长仅用了5年时间，这在传统制造中是难以想象的。

尽管Lithoz在陶瓷3D打印领域仍处于领先地位，但Homa博士也坦言未来将会通过持续的技术创新和产品质量把控来保持竞争优势。Lithoz将继续致力于扩大其在全球市场的影响力，尤其是在中国市场，他们已经建立了自己的中国品牌名——“俐陶智”。

中国市场对陶瓷3D打印的接受度与日俱增，特别是在科研和工业应用方面表现突出。Lithoz是首批在中国布局的国外陶瓷3D打印厂商之一，其业务已覆盖从学术到制造的全产业链。Homa博士特别提到，中国市场需要本地化支持，这也是Lithoz未来发展的重中之重。为此，公司计划进一步扩大在华团队，建立应用中心，并加强与本地客户的合作。

此外，Lithoz计划在中国市场加大投入，建立更多的本地化服务团队，以更好地满足客户的需求。他们希望通过在地的服务和支持，提升客户的使用体验，推动陶瓷3D打印技术在中国的普及。

陶瓷3D打印典型应用场景

在采访中，Homa博士强调了陶瓷材料在极端环境下的优越性能。陶瓷材料具有极高的硬度、耐磨性和耐热性，能够抵抗热腐蚀和氧化，以及优异的生物性能。这些特性使得陶瓷3D打印在航空航天、医疗、能源和工业应用中展现出巨大的潜力。

“我们看到，陶瓷材料在医疗领域的应用潜力巨大。与金属材料相比，陶瓷材料在生物相容性和耐腐蚀性方面具有明显优势。这是因为金属材料在使用过程中会释放大量的金属离子引起不良反应，而陶瓷作为一种氧化物状态能够很好的贴合自然状态，有望成为一种更好的替代材料。”Homa提到，陶瓷在医疗器械中的应用将是未来的重要增长点。

此外，他还提到Lithoz将在近期的Formnext2024展会上展出一款具有内螺旋结构的、用于提纯海水中锂元素的3D打印陶瓷分离膜，是对传统的聚合物过滤装置（易于腐蚀）的友好替代方案。

未来，随着技术的进步和市场需求的增长，陶瓷3D打印将在多个领域获得广泛应用，尤其是在医疗和能源等高要求行业。

△陶瓷材料非常适合极端环境，这个氮化硅部件的高耐热震性就证明了这一点。照片来自 Lithoz。

结语

Lithoz公司的成功不仅源于其先进的技术，更在于其对市场的敏锐洞察和对客户的深度理解。面对未来的挑战和机遇，Lithoz将继续坚持创新，推动陶瓷3D打印技术的发展，为更多行业提供优质的解决方案。随着市场的不断扩大和技术的不断进步，陶瓷3D打印的前景将更加广阔。我们期待Lithoz在未来的表现，也期待陶瓷3D打印为制造业带来的更多变革。