3D打印技術(shù)允許按照設(shè)計(jì)者的具體要求創(chuàng)建復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和形狀，這樣的靈活性使得它甫一問(wèn)世便得到了先進(jìn)陶瓷領(lǐng)域的關(guān)注，期待這項(xiàng)技術(shù)能用于復(fù)雜零件的量身定制，以滿足特定行業(yè)或應(yīng)用的需求。

但事無(wú)十全十美，3D打印始終存在其局限性，面臨著許多挑戰(zhàn)——包括高技術(shù)需求、昂貴的制備成本以及激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)等，這樣高的準(zhǔn)入門檻也讓想運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)的先進(jìn)陶瓷企業(yè)出師未捷就先遭了下馬威。

在行業(yè)中，一家名為“升華三維”的增材制造高新技術(shù)企業(yè)，在觀察到市場(chǎng)對(duì)于先進(jìn)陶瓷制造的需求后，決定推出其自主開(kāi)發(fā)的3D打印技術(shù)，以幫助先進(jìn)陶瓷企業(yè)更加便捷和較低成本地實(shí)現(xiàn)其產(chǎn)業(yè)升級(jí)。不久前，粉體圈拜訪了升華三維，在了解過(guò)這項(xiàng)技術(shù)后，不禁發(fā)出了“真親民”的感嘆。具體原因我們可以繼續(xù)往下了解~

粉體圈拜訪升華三維

更“親民”的3D打印技術(shù)

這項(xiàng)“親民”的技術(shù)是由升華三維創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)于2016年4月首次推出的，是一種將“3D打印+粉末冶金”相結(jié)合的金屬/陶瓷間接3D打印技術(shù)——粉末擠出打印技術(shù)(Powder Extrusion printing,PEP)。區(qū)別于利用高強(qiáng)能量束燒結(jié)或熔化金屬等材料，同步獲得產(chǎn)品形狀和性能的直接3D打印技術(shù)，粉末擠出打印技術(shù)(PEP)是分步獲得產(chǎn)品的形狀與性能。

升華三維PEP工藝

其主要流程為：

①模型設(shè)計(jì)：將已經(jīng)建好的3D數(shù)字模型轉(zhuǎn)化為3D打印機(jī)可識(shí)別的行走路徑及擠出量。

②3D打印：基于自主開(kāi)發(fā)的PEP技術(shù)，適配自研的金屬/陶瓷顆粒材料通過(guò)UPRISE 3D打印機(jī)熔融擠出，逐層打印成型。

③脫脂：將打印好的產(chǎn)品（生胚）浸泡于特定的溶液中，并且加熱—定的時(shí)間。生胚中大部分的高分子粘結(jié)劑與溶液產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)氣體，進(jìn)而去除。

④燒結(jié)：通過(guò)高溫處理，粉末顆粒間接觸面積增大，空隙體積的減小導(dǎo)致制件的收縮，最終致密化，獲得高性能產(chǎn)品。

為什么說(shuō)這項(xiàng)技術(shù)“親民”呢？升華三維介紹道，PEP技術(shù)和傳統(tǒng)陶瓷成型技術(shù)“粉末注射成型”兩者工藝流程有很多相通之處——比如說(shuō)原料選擇，兩者基本共通，即粉末注射成型能采用的常規(guī)陶瓷粉末，PEP技術(shù)也可以；再者PEP工藝還能利用傳統(tǒng)粉末注射成形技術(shù)的相關(guān)工藝對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行脫脂和燒結(jié)，獲得性能一致且優(yōu)良的產(chǎn)品，極大地縮短了工藝轉(zhuǎn)型升級(jí)的時(shí)間及成本。

▲UPS-556打印的碳化硅反射鏡坯體（來(lái)源：升華三維）

最重要的是，在結(jié)合了數(shù)字技術(shù)的優(yōu)勢(shì)后，PEP技術(shù)不僅不需模具即可制備復(fù)雜結(jié)構(gòu)件，而且開(kāi)發(fā)自由度高，可根據(jù)客戶提供的陶瓷粉體的物性（粒徑分布、形貌、比表面積等）、所需產(chǎn)品的性能要求、所使用的燒結(jié)工藝，選擇合適的配方體系進(jìn)行顆粒材料的配置。升華三維認(rèn)為，這項(xiàng)技術(shù)尤其適合作為陶瓷材料和制品企業(yè)在開(kāi)發(fā)階段的工具使用，無(wú)模具化的模型制備可大大節(jié)省模具開(kāi)發(fā)的制造成本和時(shí)間成本，對(duì)促進(jìn)企業(yè)效益、提高企業(yè)創(chuàng)新能力有積極影響。

▲升華三維制備的碳化硅組件

總結(jié)

問(wèn)及大家最關(guān)心的技術(shù)優(yōu)勢(shì)時(shí)，升華三維總結(jié)為以下幾點(diǎn)：

①打印材料豐富，可廣泛適配粉末冶金金屬/陶瓷材料。從不銹鋼、鎢及鎢合金、銅及銅合金、硬質(zhì)合金和難熔金屬等金屬材料；到碳化硅、氧化鋯、氧化鋁及生物陶瓷材料等，都有成熟的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。

②利用粉末注射成形技術(shù)在材料開(kāi)發(fā)和脫脂燒結(jié)階段成熟穩(wěn)定的技術(shù)體系，使產(chǎn)品性能一致性好。

③與直接3D打印技術(shù)相比，打印設(shè)備、打印材料及打印成本更低，成形精度高，有利于3D打印在工業(yè)制造應(yīng)用的推廣和普及。

④綠色環(huán)保，材料可循環(huán)利用，資源利用率高。

▲3D打印碳化硅晶圓載具（來(lái)源：升華三維）

總之，若您是因?yàn)楣夤袒蚣す鉄Y(jié)等技術(shù)成本過(guò)高而對(duì)3D打印望而卻步的話，效率高且適配性好的PEP技術(shù)或許就能成為您踏出第一步的臺(tái)階。

升華三維PEP技術(shù)優(yōu)勢(shì)及樣品展示

目前，升華三維已建成了完整的間接3D打印前后處理工藝流程，涵蓋了材料開(kāi)發(fā)、打印材料密煉造粒機(jī)、3D打印機(jī)、脫脂/燒結(jié)爐等全工藝鏈設(shè)備，可提供高性能間接3D打印整體解決方案。如果您也想接觸陶瓷3D打印，推動(dòng)企業(yè)技術(shù)發(fā)展，不妨通過(guò)粉體圈客服（張經(jīng)理：18666974612）與他們?nèi)〉寐?lián)系噢！

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