低成本高性能陶瓷增材制造新方案

本文摘要:高性能陶瓷被指出是工业级较慢成型的下一个前沿。近日,法国3D打印机经销商Multistation发售了全新的增材生产工艺Biocerawax这是一种在Solidscape公司的DoD(DroponDemand)高分辨率基于蜡材料的3D打印机技术基础上研发的低成本生物陶瓷3D打印机工艺。 目前的行业中有几种方法可以构建高分辨率的陶瓷3D打印机,不过其中大多数都是基于光固化过程的。 例如Lithoz的LCM技术,或3DCeram和Prodways的基于DLP技术的陶瓷生产。

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高性能陶瓷被指出是工业级较慢成型的下一个前沿。近日,法国3D打印机经销商Multistation发售了全新的增材生产工艺Biocerawax这是一种在Solidscape公司的DoD(DroponDemand)高分辨率基于蜡材料的3D打印机技术基础上研发的低成本生物陶瓷3D打印机工艺。  目前的行业中有几种方法可以构建高分辨率的陶瓷3D打印机,不过其中大多数都是基于光固化过程的。

例如Lithoz的LCM技术,或3DCeram和Prodways的基于DLP技术的陶瓷生产。而这次Multistation发售的Biocerawax工艺是由法国圣艾蒂安高等矿业学院(EMSE)研发的,主要是用于Solidscape的机器展开失模风干来生产简单的晶格结构。  换句话说,这种失模风干是再行用蜡生产,然后填充陶瓷,这些蜡会在窑炉的后处理过程中被融化掉,而陶瓷被工件在一起。实质上这一技术与Lithoz和3DCeram的没什么实质性的差距,只不过Biocerawax技术用于的是蜡质材料而非树脂,这样有助在降低成本,但是对于零部件有可能必须更加普遍的后处理。

  到目前为止,生物陶瓷材料,如钙磷酸盐(CaP),主要通过传统陶瓷工艺生产(比如Multistation讲解的,粒子沥滤、相分离、气体塑胶、亚克力模板拷贝、骨加工等)。但是该公司称之为这些传统的方法不存在建构容许、内部不均匀分布和样本之间变化大等缺失。这种建构过程标准化的缺陷使得它们无法用作必须严苛设计,并具备可再现性的生物实验。

  如今一个有可能的解决方案是将计算技术与增材生产(比如SLA、甚至SLM)融合一起,这样的工艺需要通过高水平的掌控设计来解决这种几何上以及可再现性的容许。然而激光束技术不仅成本更高,而且依然不存在一些较为大的缺点,比如从一种生物陶瓷的互为构成到另一个之间缺少灵活性(特别是在是对CaP),而且在后处理方面也不存在问题,还包括原料与承托材料的除去。

  从另一方面,EMSE的DavidMarchat博士说明说道,Biocerawax工艺可以解决问题上述大部分问题,并且保证互为生物相容性的不存在(会所致振幅改动和留给剧毒残留物),准确地拷贝各种自定义结构(例如最多只有5微米长的地下通道等),而且它们的生产成本要比基于激光或者电子束的技术要较低得多。  Multistation在刚完结的法兰克福formnext展览(2015年11月17日20日)上展出了用于磷酸钙、羟基磷灰石Ca10(PO4)6(OH)2等生物陶瓷材料生产的模型。


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