選擇性激光反應(yīng)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(yīng)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?？春眠@個(gè)新技術(shù)，所以進(jìn)行了資助?，F(xiàn)在，該公司的首要目標(biāo)是建造一臺(tái)SLRS陶瓷3D打印機(jī)，實(shí)現(xiàn)能夠提高電動(dòng)汽車和飛機(jī)性能的新型電子封裝。

選擇性激光反應(yīng)燒結(jié) (SLRS)
作為Early Charm Ventures的九家子公司之一，Synteris的業(yè)務(wù)主要來自首席技術(shù)官Adam Peters在物理實(shí)驗(yàn)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(dǎo)的反應(yīng)前體，和氣態(tài)氣氛之間的反應(yīng)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(shí)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(xué)反應(yīng)制造陶瓷，可以克服以往3D打印陶瓷時(shí)易碎性和高溫要求。

約翰霍普金斯大學(xué)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(jí)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(tuán)隊(duì)不斷開發(fā)，如使用硅和碳化鋯等高溫陶瓷進(jìn)行3D打印。于2019年申請(qǐng)了專利，次年通過Synteris的基金會(huì)實(shí)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(jì)劃的一部分，該計(jì)劃旨在應(yīng)對(duì)美國綠色能源新挑戰(zhàn)。同時(shí)，它還被選為Open 2021支持的68個(gè)項(xiàng)目之一，涵蓋從海上風(fēng)電到核回收的方方面面，預(yù)計(jì)還將促進(jìn)美國在這些領(lǐng)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?dòng)機(jī)。具體來說，他們計(jì)劃通過實(shí)驗(yàn)設(shè)備來進(jìn)行測(cè)試，展示陶瓷技術(shù)的可行性，這對(duì)于初創(chuàng)企業(yè)來說門檻非常高。

“我們需要的設(shè)備每臺(tái)大概是50萬美元，這不是一個(gè)容易的事情，所以我認(rèn)為這將打開新技術(shù)的大門，如果您可以3D打印獨(dú)特的幾何形狀，您就可以進(jìn)行更高效的能量傳輸，從而獲得更好的性能和效率?！?br />
3D打印模塊的幾何形狀可以促進(jìn)更大的熱傳遞，從而產(chǎn)生更好的效率和耐用性。他補(bǔ)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?！?br />

△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(yīng)用的潛在手段。

XJet于2021年初，向Azoth交付了第一臺(tái)Carmel 1400M 3D打印機(jī)，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(lǐng)域具有巨大潛力。

通用汽車和波音旗下的研發(fā)中心HRL實(shí)驗(yàn)室，也在這一領(lǐng)域取得了進(jìn)展，開發(fā)了一種新的3D打印陶瓷基復(fù)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(jìn)、能源和化學(xué)加工應(yīng)用的玻璃材料。