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详解高精度高性能陶瓷3D打印机Ceramaker

2016-08-23 09:10:06 86 次阅读 稿源:中国3D打印网 0 条评论

据了解,Ceramaker本质上是一款基于光固化(SLA)技术的3D打印机,它打印的是由氧化铝、氧化锆或羟基磷灰石(HA)组成的可光固化浆料。这款3D打印机的最大3D打印尺寸为300×300×110毫米……

尽管陶瓷算上人类使用历史最长、应用最为广泛的材料之一了,但是在当前的3D打印领域里,陶瓷的应用就窄得多了。因此,世界上只有寥寥几家公司在制造以陶瓷为打印材料的3D打印机,来自法国的3DCeram公司就是其中之一,他们的产品是Ceramaker 3D打印机。

3DCeram Ceramaker 3D 打印机
 

据了解,Ceramaker本质上是一款基于光固化(SLA)技术的3D打印机,它打印的是由氧化铝、氧化锆或羟基磷灰石(HA)组成的可光固化浆料。这款3D打印机的最大3D打印尺寸为300×300×110毫米,打印层厚可达25微米。

Ceramaker用3D打印的氧化锆材料指环
 

除了高分辨率和精度之外,Ceramaker还能够制造出具有低热膨胀系数、低密度、高耐磨性和耐腐蚀性,以及具有良好的化学稳定性的高强度零部件。而且,未使用的材料可以回收和重复使用,以减少材料浪费。

带颜色的3D打印件,左侧为氧化铝,右侧为氧化锆
 

到目前为止为,Ceramaker使用的材料具有明显不同的特征。比如其使用的一种材料——氧化铝或三氧化二铝,是一种具有很高热传导性的电绝缘体,其硬度、耐磨性和耐化学性都很好。因此,这种材料适合用作切割工具、磨料或在电子产品中使用。

用氧化铝3D打印的支架
 

至于氧化锆或二氧化锆,则具有很高的热稳定性、良好的硬度、耐磨和耐化学性,很适合用于3D打印珠宝。而我们自己的骨骼中的矿物质就是一种羟基磷灰石,因此该材料可以用于创建具有生物相容性的植入物等。
 

Ceramaker的工作原理

Ceramaker 是一种SLA 3D打印机,该机器通过一种扫描振镜引导一束355nm紫外激光,并将其反射到一层掺有陶瓷颗粒的可光固化树脂上。在打印每层的时候,打印机会先覆盖一薄层在打印床上,然后用激光固化陶瓷膏料中的光聚合物,一层打印完毕之后,打印床降低,再将另外一层膏料施加到打印床上。

该过程反复进行,直到对象打印完毕。将未固化的膏料刮去重复使用,随后再进一步漂洗掉多余的材料,直到只剩下所需对象。最后再将其放入窑炉中通过高温去除树脂、烧结陶瓷,这一环节会造成大约20%的收缩。因为收缩率相当高,因此用户在进行CAD设计的时候就要充分考虑到这一情况,产品设计得太薄或者太厚都有 可能造成烧结失败。

据3DCeram公司介绍,其陶瓷3D打印技术在医疗植入物方面的应用上有特殊的优势。该公司花了10年多时间与Joel Brie博士和Limoges大学医院颌面外科系开发颅骨假体。由于该公司使用的羟基磷灰石材料的生物相容性,骨骼的生长更容易,因此,植入物能够更快地融入身体。

3D打印HA颅内植入物。
 

据了解,假体的3D打印时间一般需要48个小时,由于打印设备的精度很高,因此可以与患者完美匹配。此外,植入物的孔隙率接近60%,进一步促进了骨骼的生长。据称六个月后,就会有大约25%的孔隙区域出现骨骼的再生,从而使植入物真正成为患者的一部分。

此外,该公司进一步强调了Ceramaker可以快速、高精度地制造出针对特定患者的植入物:“Ceramaker使用HA材料3D打印的植入物比一般骨移植中使用的HA具有更高的压缩力学强度。这些植入体甚至可以替代从患者身上取下的移植骨,因此可以减轻他们的痛苦。除此之外,陶瓷植入体也适合于骨缺损的重建,美容效果也相当令人满意。”

不过,这些3D打印植入物的价格不菲,其价格范围10000欧元到18000欧元不等,当然好处是显而易见的。据悉,医院从2005年开始使用这项技术,总共有17位病人被植入了3D打印的植入物。根据Brie博士的说法,这些患者均未出现任何感染。该医院的全部临床试验结果于2013年发布,可以在这里找到。
 

Ceramaker的适用范围:

由于Ceramaker能够3D打印一系列陶瓷膏料,这款机器比较适合饰品、医疗、电子和其他专门的工业应用。而且由于打印尺寸足够大,Ceramaker可以批量制造珠宝或者电子部件等。
 

哪些应用不适合Ceramaker:

Ceramaker能够3D打印原型,但可能不是这一应用最理想的机器,相反,传统的SLA、FDM或DLP 3D打印机可能更合适。此外,如果您想3D打印其他类型的陶瓷,比如粘土等,它也并不适合。

 

[责任编辑:中国3D打印网 ]
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网友评论

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最热评论

  • 2014-09-05 11:20:05

    云打印和分布式制造确实充满了可能性
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  • 2014-07-24 15:26:36

    有个好学校,确实挺重要!
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  • 2014-07-22 17:19:45

    哇~~~太强大了。。
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  • 2014-09-26 14:46:01

    3D打印应用到教育市场,的确是很好的趋势。
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  • 2014-08-02 18:50:34

    京东是不是应该也搞一个?
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  • 2014-11-28 09:31:50

    3D打印市场空间的确很大,前段时间的高交会和前两天的深圳展,开了眼界。
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  • 2014-08-01 11:02:36

    很好看啊有风格哪里丑
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  • 2014-07-30 10:31:07

    3D打印完美世界!
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  • 2014-11-28 12:18:28

    太牛了,和一位记者朋友参加过西通新品发布会,太先进了太神奇了,有点不敢
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  • 2014-08-27 19:58:03

    所以说就怕罪犯有文化。。。
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