選擇性激光反應燒結(jié)陶瓷3D打印技術(shù)，SYNTERIS獲得270萬美元資助

2022年6月27日，南極熊獲悉，美國初創(chuàng)公司Synteris籌集了270萬美元，用于開發(fā)一種新型陶瓷3D打印方法。

△該公司的一角

該技術(shù)被稱為選擇性激光反應燒結(jié) (SLRS)，旨在用非氧化物陶瓷（如碳化物、氮化物和硼化物）生產(chǎn)零件的替代方法。ARPA-E非常看好這個新技術(shù)，所以進行了資助。現(xiàn)在，該公司的首要目標是建造一臺SLRS陶瓷3D打印機，實現(xiàn)能夠提高電動汽車和飛機性能的新型電子封裝。

選擇性激光反應燒結(jié) (SLRS)
作為Early Charm Ventures的九家子公司之一，Synteris的業(yè)務主要來自首席技術(shù)官Adam Peters在物理實驗室開展的新技術(shù)。盡管他們沒有正式公開他們的專利技術(shù)，但據(jù)南極熊了解，它利用激光誘導的反應前體，和氣態(tài)氣氛之間的反應來合成碳化物或氮化物。

與普通的陶瓷3D打印不同，Synteris的技術(shù)旨在實現(xiàn)原位制造陶瓷，而不是直接激光熔化材料。根據(jù)Peters的說法，使用化學反應制造陶瓷，可以克服以往3D打印陶瓷時易碎性和高溫要求。

約翰霍普金斯大學的研究人員，已嘗試使用該技術(shù)開發(fā)近凈形3D打印陶瓷，能夠制造具有亞毫米級空間分辨率、和一定厚度的組件。

2016年初，從海軍研究辦公室獲得研發(fā)資金以來，Peters和他的團隊不斷開發(fā)，如使用硅和碳化鋯等高溫陶瓷進行3D打印。于2019年申請了專利，次年通過Synteris的基金會實現(xiàn)商業(yè)化。

△示例SLRS工藝過程

獲得ARPA-E的投資
Synteris從美國政府獲得的最新資助，是能源部1.75億美元計劃的一部分，該計劃旨在應對美國綠色能源新挑戰(zhàn)。同時，它還被選為Open 2021支持的68個項目之一，涵蓋從海上風電到核回收的方方面面，預計還將促進美國在這些領域的能源安全和就業(yè)等。

近期，Synteris打算將該技術(shù)部署到電力電子模塊的3D打印陶瓷封裝中，這些模塊廣泛用于將能量從電池傳輸?shù)诫妱訖C。具體來說，他們計劃通過實驗設備來進行測試，展示陶瓷技術(shù)的可行性，這對于初創(chuàng)企業(yè)來說門檻非常高。

“我們需要的設備每臺大概是50萬美元，這不是一個容易的事情，所以我認為這將打開新技術(shù)的大門，如果您可以3D打印獨特的幾何形狀，您就可以進行更高效的能量傳輸，從而獲得更好的性能和效率。”

3D打印模塊的幾何形狀可以促進更大的熱傳遞，從而產(chǎn)生更好的效率和耐用性。他補充道：“獲得ARPA-E的資助，足以證明我們技術(shù)的未來發(fā)展前景。”

△Synteris的首席技術(shù)官Adam Peter

將陶瓷3D打印商業(yè)化
盡管陶瓷3D打印在某些情況下還需全面優(yōu)化，但它已顯示出了可作為解決最終用途和綠色能源應用的潛在手段。

XJet于2021年初，向Azoth交付了第一臺Carmel 1400M 3D打印機，該系統(tǒng)采用了納米粒子噴射金屬和陶瓷打印技術(shù)，在生物醫(yī)療領域具有巨大潛力。

通用汽車和波音旗下的研發(fā)中心HRL實驗室，也在這一領域取得了進展，開發(fā)了一種新的3D打印陶瓷基復合材料方法。該公司表示，使用它們的新技術(shù)，可以制造出具有推進、能源和化學加工應用的玻璃材料。