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专访光韵达蔡志祥博士之陶瓷激光3D打印机

文章来源: 3D虎       发布时间:2018-10-10

最近两三年,陶瓷3D打印机开始活跃于市场,是目前各大高校、研究所及公司研究的热点。今天,3D虎来到深圳光韵达光电科技股份有限公司,参观了其自主研发的陶瓷激光3D打印机CeraBuilder100,并与该项目技术负责人蔡志祥博士进行了深入交流。


深圳光韵达光电科技股份有限公司利用“精密激光技术”+“智能控制技术”实现取代和突破传统的生产方式,为全球制造业和加工业提供全种类的精密激光应用服务和全面创新解决方案。公司从2010年开始致力于工业3D打印技术研发及行业应用,在今年3月份上海TCT展首次展出了自主研发的陶瓷激光3D打印机 CeraBuilder 100。CeraBuilder 100 自问世之日就受到业界的广泛关注,半年时间已形成了一定规模销售。蔡博士向3D虎介绍:“不同于媒体已报道的陶瓷3D打印机,CeraBuilder100采用了独特的技术路线,称之为SLA-Plus,它将SLA技术与Tape casting工艺相结合,工作台下沉式打印,克服了传统DLP设备打印尺寸小、对坯体有机械的拉伸冲击等缺陷,可实现陶瓷材料高精度、高效率打印。”


专访光韵达蔡志祥博士之陶瓷激光3D打印机


独特的“高固含量、高流动性”陶瓷浆料


专访光韵达蔡志祥博士之陶瓷激光3D打印机


蔡博士表示,公司已研发出多种适用于该设备的陶瓷浆料。光韵达的陶瓷浆料与市面上其它厂家陶瓷膏料不一样,特点是高固含量、高流动性。氧化铝陶瓷浆料的固含量可以做到85%,粘度小于5Pa?s。该浆料打印、烧结后,样件抗弯强度可达到450Mpa,与传统材料相当。浆料流动性好,便于后续清洗,适合复杂结构陶瓷件打印。工作人员向3D虎演示了一个开口小的扁壶打印,我们可以看到打印完的壶,工作人员将其一倒置,里面没有固化的陶瓷浆料很快就流干净了,用清洗液一冲,清洗工作就完成了。如果换成流动性差的陶瓷膏料,清洗起来很费时费清洗液。


专访光韵达蔡志祥博士之陶瓷激光3D打印机


为了更好说明公司开发的陶瓷浆料特性,蔡博士还向我们展示了一个边长接近14.5mm、高10mm的正六方体、蜂窝状氧化铝陶瓷3D打印件,三个方向都做了镂空处理,体密度已做到了0.5g/cm3。


专访光韵达蔡志祥博士之陶瓷激光3D打印机


CeraBuilder100 的材料兼容性比较好,除了流动性高的浆料也支持流动性差的膏料。设备工艺参数开放,定制的激光器参数优化范围广,支持客户自己开发打印材料,光韵达也提供客户打印及后处理技术支持。


高精度打印,尺寸可控


CeraBuilder100采用高精度DPSS紫外激光器,相比DLP面曝光使用的LED灯,DLP照射的像素点大小固定,该打印机的光斑大小可根据打印要求,灵活调整,激光高亮度、高方向性、高单色性和高相干性特点,使得打印时浆料固化深度可控,保证打印质量。蔡博士向我们展示了一组打印数据,打印的尺寸(x/y方向)与设计尺寸标准偏差小于10微米。


专访光韵达蔡志祥博士之陶瓷激光3D打印机


下图是氧化锆陶瓷3D打印样品,最小孔径小于200微米。


专访光韵达蔡志祥博士之陶瓷激光3D打印机


专利刮刀技术,高效率,可用于小批量生产


光韵达陶瓷打印机采用了独特的刮刀结构,可以保证每层层厚精确可控、铺设均匀,已申请了多项专利。CeraBuilder100成型腔是? 100mm x 100mm,层厚25——100um可调,打印速度120层/时,可同时打印多种不同零件。打印机自带切片软件,提供多种扫描策略优化,能很好的保证打印强度和质量,避免应力变形、开裂。


专访光韵达蔡志祥博士之陶瓷激光3D打印机


蔡博士向3D虎介绍:“下一步将推出CeraBuilder100 Pro机型,采用更优化的铺料方式,效率更高,打印速度可以做到150层/时以上;设备采用的SLA-Plus技术尺寸扩展性好,方便集成更大幅面的打印机;受打印材料价格影响,以及客户使用成本考虑,目前只推了100mm幅面的打印机,客户可以用较少的材料完成复杂陶瓷件的打印,适合科研院所、小批量生产使用;公司下一步会推出 CeraBuilder 250机型,成型腔? 250mm x 150mm,可满足大尺寸陶瓷件打印。”

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