1080mm/h超高速陶瓷連續(xù)成型3D打印機無需刮刀，季華實驗室取得突破

導語：光固化連續(xù)成型一直是3D打印領域研究的前沿技術方向，因為它能夠實現數十倍的打印速度，是未來3D打印技術被用于大批量生產最有希望的技術之一。

2024年4月18日，南極熊獲悉，位于佛山的季華實驗室宣布，已成功研發(fā)出最高打印速度可達1080mm/h（1小時打印1.08米高） 的光固化連續(xù)成型3D 打印機。這臺3D打印機無需刮刀裝置，徹底去掉了每層打印過程中的停頓時間，具有極高的打印成型效率，而且這臺3D打印機不但可以打印樹脂，還能夠打印陶瓷等多種材料。

△打印過程視頻

△季華實驗室研發(fā)的超高速陶瓷連續(xù)成型 3D 打印設備 CER-CLIP300

近年來，增材制造技術已實現復雜結構陶瓷零件的近凈成形，有效克服了陶瓷關鍵構件設計與制造工藝的巨大局限性。然而，目前陶瓷增材制造均采用逐層成型，一般具有明顯分層結構，致使陶瓷制件成型效率低、表面質量差、力學性能不足及存在各向異性等問題，無法實現高標準嚴要求承力結構的快速制造。

△傳統 DLP 打印陶瓷件與陶瓷連續(xù)打印件微觀結構對比

區(qū)別于現有逐層增材制造，連續(xù)光固化增材制造可無間斷連續(xù)成型，克服了逐層打印的層間缺陷和各向異性，以其超高的成型效率和優(yōu)異的制件性能成為近年來研究的焦點。采用該技術，成型效率可提升1-2個數量級，已在樹脂、橡膠、陶瓷前驅體等低粘度材料上實現了小尺寸、多孔結構的高效、高性能制造。但仍難以應用于用途更廣泛的陶瓷材料。

△陶瓷（氧化鋯、氧化硅等）連續(xù)成型打印件

鑒于此，季華實驗室自由成型增材制造團隊劉亞雄教授，帶領團隊通過多年實驗研究，成功解決了陶瓷連續(xù)成型增材制造技術存在的關鍵問題，并研發(fā)出超高速陶瓷連續(xù)成型3D 打印機。針對陶瓷固化屬性，該打印機開發(fā)出連續(xù)、準連續(xù)和逐層打印三種模式，最高打印速度可達 1080 mm/h，可實現陶瓷、樹脂等材料的連續(xù)打印，消除打印件表面粗糙臺階，使打印件各向同性，在實現制造效率飛躍提升的同時也使陶瓷材料具有更好的性能。

技術優(yōu)勢
●成形效率：高于傳統逐層打印一個數量級以上  
●兼容性：三種打印模式兼容多種材料
●高表面質量：無臺階效應                    
●性能：克服各項異性

△技術參數

南極熊認為，該技術有望突破陶瓷高速高質量成形的瓶頸，促進解決工業(yè)、醫(yī)用陶瓷領域技術問題，在高溫陶瓷或陶瓷吸嘴、髖關節(jié)、過濾器、催化劑載體等復雜零件的制造中具有極高的應用價值。

目前圍繞該技術已申請 10 余項專利。此外，團隊還擁有聚合物五軸 3D 打印機、FDM 打印機、DLP 多材料 3D 打印機、微納尺度靜電 3D 打印機、多材料打印/培養(yǎng)一體化打印設備、粘結劑噴射3D打印設備等，可提供全方位的3D打印技術服務。

關于季華實驗室
季華實驗室（以下簡稱“實驗室”）是廣東省委、省政府于2017年12月啟動的首批省實驗室之一，以打造先進制造科學與技術領域國內一流、國際高端的戰(zhàn)略科技創(chuàng)新平臺為目標，重點聚焦新型顯示裝備、半導體技術與裝備、高端數控機床三大主研究方向開展關鍵核心技術系統攻關和重大裝備研制。

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