Lithoz發(fā)布多材料陶瓷3D打印機CeraFab Multi 2M30

導(dǎo)讀：增材制造技術(shù)的快速發(fā)展不再局限于單材料,，多種材料同時使用來制造零件成為新的趨勢,。通過打印多種材料,，可以開拓更多的應(yīng)用領(lǐng)域,，包括電子和嵌入式傳感器,、生物醫(yī)學(xué)植入物,、生物醫(yī)療設(shè)備、航空航天,、汽車和儲能系統(tǒng),。

2020年11月23日，南極熊獲悉,，奧地利陶瓷3D打印公司Lithoz發(fā)布了一款多材料3D打印機CeraFab Multi 2M30,。這款設(shè)備使得3D打印復(fù)雜幾何形狀的多材料部件成為現(xiàn)實。有了這臺機器,，不僅可以打印陶瓷/聚合物,，還可以打印金屬/聚合物。開放式的系統(tǒng)允許用戶開發(fā)自己的材料,，以制造多功能的部件,，這是傳統(tǒng)成型技術(shù)無法實現(xiàn)的。開發(fā)人員可以整合其他工藝（如噴墨,、噴涂）,，將CeraFab Multi 2M30的功能范圍擴展到更先進的應(yīng)用。

△CeraFab Multi 2M30：Lithoz的多材料3D打印機

CeraFab Multi 2M30

CeraFab Multi 2M30由兩個旋轉(zhuǎn)的料槽組成,，料槽內(nèi)填充有光固化樹脂/懸浮液,。兩個獨立的料槽意味著陶瓷可與其他陶瓷、聚合物或金屬結(jié)合使用,。

△CeraFab Multi 2M30內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

料槽的底部是透明的,，光源可以從下面固化樹脂。創(chuàng)新的雙料槽系統(tǒng)增強了的速度,、準確性和有效性,，全自動清洗可以避免了在生產(chǎn)過程中材料的交叉污染。

CeraFab Multi 2M30的技術(shù)參數(shù)

不同類別的材料在打印之后,，可以通過燒結(jié)集合成一個組件,，目的是配合不同材料的收縮行為來制作功能部件，Lithoz正在研究如何保證多材料的成功共燒結(jié),。

可以打印的結(jié)構(gòu)

目前這款設(shè)備可以做到不同的功能分級結(jié)構(gòu)(FGS),，包括：
a) 兩種材料結(jié)合在一層中；
b) 密實的材料與多孔材料相結(jié)合,；
c) 兩相或多相材料漸變,；
d)和e)上述各項的結(jié)合,。

△CeraFab Multi 2M30 可能的成分和/或結(jié)構(gòu)組合（a、b,、c,、d、e）

Lithoz最近將氧化鋁與氧化鋯混合增韌氧化鋁,，燒結(jié)后具有清晰的邊界和良好的層粘結(jié),，兩者之間的界面都可見。

△在CeraFab Multi 2M30上打印的ZTA–Al2O3復(fù)合材料生坯零件

另一項研究專注于3D打印雙色環(huán),，白色和橙色相結(jié)合,。

△在CeraFab Multi 2M30設(shè)備上3D打印的雙色氧化鋁環(huán)(燒成后)

應(yīng)用領(lǐng)域

多材料的打印，可以發(fā)揮材料的多功能特性,，其應(yīng)用領(lǐng)域可以結(jié)合以下特性進行拓展,。
- 多孔性｜致密性。
- 生物可吸收性｜生物惰性,。
- 堅硬｜延展性,。
- 導(dǎo)電性｜電絕緣性。
- 導(dǎo)熱性｜熱絕緣性,。
- 磁性｜非磁性,。
- 顏色。

其中,，非常適合的一個應(yīng)用領(lǐng)域是醫(yī)療應(yīng)用,，我們都知道，骨頭包含致密的內(nèi)部微孔結(jié)構(gòu)和堅硬的外部結(jié)構(gòu),，并能夠在不同位置提供生物適應(yīng)性和定制的摩擦學(xué)特性,。

下圖是一個采用兩種不同3D打印技術(shù)制造的下頜骨籠植入物。從材料和結(jié)構(gòu)上都模仿高梯度結(jié)構(gòu)和骨的梯度,。高強度的氧化鋯外殼在愈合階段提供支撐,，內(nèi)部由生物可吸收的多孔羥基磷灰石等材料制成，這可以使骨質(zhì)再生,，并將被人體生物吸收,，保證了徹底治愈。TCP/HA和氧化鋯的組合被用于骨頭,，并為未來的永久性植入物設(shè)計開辟新的市場,。許多應(yīng)用可以從3D打印中獲益，包括印制電路板,，壓電堆棧,、電子和電信的組件，以及低速和高速組件。

△氧化鋯和多孔羥基磷灰石制成的下頜骨籠

多材料的3D打印,，可以減少制造過程中的步驟工藝，最大限度地降低制造成本,。CeraFab Multi 2M30的推出對于多材料打印的設(shè)計,、制造、應(yīng)用創(chuàng)新都具有重要的意義,。