下一代微尺度金屬制造的開拓者：3D Architech推出凝膠基金屬3D打印技術(shù)

導讀：在當今金屬增材制造加速向微尺度、功能集成和材料多樣性演進的背景下，一家名為 3DArchitech 的初創(chuàng)公司正在悄然推動技術(shù)范式的轉(zhuǎn)變。該公司基于凝膠光刻原理開發(fā)了一種全新的金屬3D打印工藝，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)10微米級精度的復雜金屬結(jié)構(gòu)制造，更具備成本效益高、材料通用性強、可批量生產(chǎn)等多重優(yōu)勢。

近日，南極熊獲悉，3D Architech 創(chuàng)始人 Kai Narita 博士在接受專訪時，分享了其從學術(shù)研究走向產(chǎn)業(yè)落地的技術(shù)路徑，以及他們?nèi)绾瓮ㄟ^這一創(chuàng)新平臺切入數(shù)據(jù)中心冷卻、綠色能源和高精制造等高附加值領(lǐng)域。這一凝膠基金屬3D打印方案的出現(xiàn)，正引發(fā)人們對“下一代微尺度金屬制造”的重新思考。

創(chuàng)始人背景：從科研走向產(chǎn)業(yè)

3D Architech由KaiNarita博士于2022年創(chuàng)立，他同時擔任公司的首席執(zhí)行官。Narita的3D打印之旅始于加州理工學院（Caltech）攻讀博士期間，其研究重點是微尺度增材制造技術(shù)在能源設(shè)備中的應(yīng)用，尤其是在鋰離子電池等儲能器件上的微結(jié)構(gòu)控制。

在科研過程中，Narita意識到結(jié)構(gòu)化微觀金屬材料在制造、能源與冷卻領(lǐng)域具有顛覆性潛力，于是他決心將實驗室的技術(shù)轉(zhuǎn)化為可落地的商業(yè)產(chǎn)品。經(jīng)過數(shù)年技術(shù)積累與工程實踐，3D Architech誕生，其目標是“重新定義金屬零件的增材制造方法”。

△3DArchitech 創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官 Kai Narita（左）和產(chǎn)品展示（右）

核心技術(shù)：基于光刻與凝膠構(gòu)建的金屬3D打印

與傳統(tǒng)金屬3D打印如激光粉末床熔融（LPBF）不同，3D Architech開發(fā)了一種基于凝膠和光刻原理的金屬打印工藝�；�本流程包括：

• 機遇光刻技術(shù)在特定區(qū)域“固化”具有金屬前驅(qū)體的凝膠，構(gòu)建出所需的三維結(jié)構(gòu)；
• 通過特定的熱處理或化學轉(zhuǎn)化工藝，將生坯結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為金屬或合金部件；
• 最終得到的金屬部件具有完整的幾何形狀、高結(jié)構(gòu)精度與復雜微結(jié)構(gòu)。
  

△3DArchitech公司的技術(shù)使制造高精度和復雜金屬零件成為可能

3D Architech凝膠基3D打印技術(shù)的關(guān)鍵優(yōu)勢包括：通過先進的微架構(gòu)設(shè)計，能夠?qū)崿F(xiàn)精細至10微米的微米級特征，顯著降低成本，并實現(xiàn)高產(chǎn)量。這使得從研發(fā)到尋求特定設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計，再到定制化和優(yōu)化部件的量產(chǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)過渡。此外，這項工藝具有極強的材料通用性，能夠制造出適合各種應(yīng)用的各種部件。

應(yīng)用方向：能源、冷卻與先進制造領(lǐng)域的突破

目前，3D Architech的技術(shù)重點服務(wù)于三個關(guān)鍵領(lǐng)域：

• 數(shù)據(jù)中心冷卻：隨著AI與云計算的發(fā)展，數(shù)據(jù)中心對散熱性能的要求愈發(fā)嚴苛。3D Architech通過制造高度微結(jié)構(gòu)化的金屬散熱器，大幅提高熱交換效率，并為服務(wù)器節(jié)能提供助力。
• 綠色能源與電解器件：在可持續(xù)發(fā)展背景下，氫能制備的電解槽與燃料電池系統(tǒng)對微結(jié)構(gòu)金屬組件提出新需求。3D Architech正與合作方開發(fā)多孔金屬結(jié)構(gòu)，用于提升氫氣生成效率和反應(yīng)器結(jié)構(gòu)性能。
  

• 定制化工業(yè)零件：公司也正在為制造業(yè)客戶提供高復雜度的定制零件，助力其實現(xiàn)輕量化、精細化的產(chǎn)品設(shè)計。
  

商業(yè)模式與國際布局

作為一家科技初創(chuàng)企業(yè)，3D Architech不僅擁有總部所在地日本的研發(fā)設(shè)施，也在美國設(shè)有辦公室，推動其技術(shù)在東西方市場的雙重落地。

在商業(yè)戰(zhàn)略上，公司不僅為客戶提供部件制造服務(wù)，還計劃推出制造平臺，實現(xiàn)“架構(gòu)材料的標準化生產(chǎn)”。這意味著未來用戶可以像使用云制造平臺一樣，按需調(diào)取設(shè)計模塊與打印參數(shù)，迅速生成滿足特殊要求的金屬結(jié)構(gòu)部件。

未來十年展望：推動產(chǎn)業(yè)標準化與高價值落地

談及對3D打印未來發(fā)展的看法，Narita博士表示：“未來十年，3D打印將在材料開發(fā)、制造分辨率和行業(yè)集成等方面取得長足進步。而要真正進入主流制造業(yè)，必須實現(xiàn)與傳統(tǒng)制造等量產(chǎn)效率相當，同時精準定位3D打印能帶來獨特價值的細分產(chǎn)品。”

因此，3D Architech的長期愿景是打造一個整合先進制造技術(shù)、創(chuàng)新材料與智能架構(gòu)設(shè)計的共創(chuàng)平臺。公司希望通過標準化其凝膠制造方法，為醫(yī)療、航空、綠色能源等行業(yè)提供高度定制且具有功能優(yōu)勢的結(jié)構(gòu)件。

小結(jié)：下一代微尺度金屬制造的開拓者

3D Architech的凝膠基金屬3D打印技術(shù)不僅拓寬了微尺度制造的邊界，也提供了精度、效率與經(jīng)濟性兼顧的新范式。作為一家深耕科研又注重商業(yè)應(yīng)用的初創(chuàng)公司，其路徑值得關(guān)注與借鑒。

在全球綠色制造、智能設(shè)備和功能結(jié)構(gòu)高速發(fā)展的背景下，3D Architech不僅是一家“技術(shù)型公司”，更可能是未來金屬制造變革的先行者。