能把陶瓷與金屬或聚合物多材料3D打印在一起-CeraFab Multi

南極熊導讀：多材料3D打印正在成為科技前沿的熱點，但絕大部分的多材料3D打印是同類型材料的復合，比如不同的金屬材料嫁接打印，不同高分子材料的混合打印。如果有一種技術(shù)能將陶瓷與金屬或聚合物3D打印在一起，會發(fā)揮出什么樣的價值呢？

增材制造技術(shù)如今在諸如醫(yī)療、電子和航空航天等領(lǐng)域正日益發(fā)揮出引領(lǐng)創(chuàng)新的作用，尤其是在現(xiàn)有應用方案無法更進一步而需要突破某些瓶頸的時候。其中，復合材料3D打印受到了格外廣泛的關(guān)注，因為它能夠為制造特定具有改進性能的功能部件提供額外的可能性。

Lithoz 作為陶瓷增材制造的全球市場引領(lǐng)者和技術(shù)先驅(qū) ，一直在開發(fā)突破性的多材料3D打印技術(shù)。如今借助Lithoz全新推出的多材料3D打印機，增材制造不再局限于單項材料。CeraFab Multi 2M30充分利用了增材制造的全部潛力，可在單個組件中對陶瓷、金屬和聚合物等不同材料及其特性進行組合處理。

△CeraFab Multi 2M30 復合材料3D打印設(shè)備

通過將設(shè)計空間擴展到不同的材料，復合材料的一體打印成型將使得3D打印零件的顛覆性設(shè)計成為可能，通過多種材料的復合成型，組件中的一部分到另一部分即可實現(xiàn)材料成分與結(jié)構(gòu)的改變，從而達到某種屬性或功能的對應變化。這樣具有不同成分和/或微觀結(jié)構(gòu)的特殊類型高級復合材料，也被稱為功能梯度材料（FGM）和功能梯度結(jié)構(gòu)（FGS）。無需進行后道的連接或組裝，即可實現(xiàn)高度復雜的形狀與不同材料相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，非常適用于替換傳統(tǒng)分體式設(shè)計的組裝部件。

△CeraFab Multi 可以實現(xiàn)的復合材料的潛在結(jié)構(gòu)設(shè)計組合

CeraFab Multi 2M30的成型艙由兩個料盤系統(tǒng)組成。兩個獨立的料盤系統(tǒng)意味著陶瓷可以與其他陶瓷、聚合物或金屬結(jié)合。料盤系統(tǒng)根據(jù)要求在投影系統(tǒng)上移動，料盤的底部是透明的，允許光源從下方對包含光敏樹脂的漿料進行曝光。打印平臺在成型過程中上下移動，而在切換材料時料盤系統(tǒng)會對應切換到成型平臺的下方。創(chuàng)新的雙料盤系統(tǒng)不僅提高了材料切換的速度、準確性和有效性，同時配備的全自動清潔系統(tǒng)也避免了材料更換過程中的交叉污染。復合材料打印的一個關(guān)鍵步驟是對所選材料進行一體化燒結(jié)。各組分的燒結(jié)收縮行為同時也與漿料開發(fā)的各類因素有關(guān)，如固含量、粒度形狀和分布等。Lithoz也正在與客戶不斷合作探索，確保多材料組件有更好的共燒結(jié)工藝。

△CeraFab Multi 復合材料3D打印設(shè)備運行與應用場景

理論上這臺復合打印機可以進行各種完全不同的特性在同一零件組合的深度探索：如不同的致密度、不同的硬度、不同的透明度、不同的生物相容性、不同的導電性和磁性、顏色變化組合等。這為眾多的應用領(lǐng)域，如電子和嵌入式傳感器、生物醫(yī)學的植入物、航空航天、汽車以及能源系統(tǒng)等，都提供的全新的解決思路。

△基于陶瓷的復合材料3D打印應用案例