在陶瓷精密零部件的制造中,传统工艺往往受限于模具成本与复杂结构的成形难度。光固化工业级3d打印机的出现,为航空航天、医疗、化工等领域提供了一条无需模具、高精度的数字化制造路径。深圳协同创新高科技发展有限公司(简称“协同高科”)依托广东省及深圳市增材制造创新中心平台,自主研发了大尺寸陶瓷SLA装备,实现了材料与设备的国产化突破。
一、技术原理:紫外激光固化与一体化成形
协同高科的陶瓷3D打印设备采用立体光固化(SLA)技术。紫外激光选择性固化陶瓷浆料,逐层堆积后经脱脂烧结,获得致密的陶瓷零件。相比干压、注塑等传统工艺,光固化工业级3d打印机可直接成形薄壁、内流道、点阵结构等复杂特征,无需开模,有助于缩短研发与试制周期。
以XT-C200设备为例,其成形尺寸为200×200×200mm,激光功率3W,单层定位精度控制在±2μm。这一精度可满足牙科义齿、催化剂载体、陶瓷手表壳等精密部件的制造要求。设备适配氧化铝(Al₂O₃)、氧化锆(ZrO₂)、羟基磷灰石(HAP)等多种陶瓷材料,覆盖航空航天、医疗、电子、化工等领域。
二、核心材料:氧化铝与氧化锆的性能数据
陶瓷光固化的关键在于浆料性能。协同高科自主研发了低粘度、高固含量的陶瓷浆料,化学性能稳定,支持紫外波段激光固化,具备防沉降特性且便于清洗。以下是两种主流材料的关键指标:
- 氧化铝材料:纯度高于99.8%,烧结密度3.85g/cm³,三点弯曲强度420MPa。
- 氧化锆材料:纯度高于99.9%,烧结密度6.04g/cm³,三点弯曲强度950MPa。
氧化锆的强度与密度高于氧化铝,适用于人工骨、义齿等生物医疗场景;氧化铝则凭借良好的绝缘性与耐腐蚀性,常用于电子封装、化工密封件。
三、装备突破:大幅面陶瓷SLA实现国产化
协同高科研发的大幅面陶瓷SLA装备(如CeraBuilder系列),实现了从材料开发到工业生产全链条的自主可控。设备单价在100万至180万元区间。这些光固化工业级3d打印机已在高端领域开展应用,例如为商业航天公司提供轻量化部件,以及满足航空航天领域对耐高温、复杂结构陶瓷件的需求。
在生物医疗领域,陶瓷3D打印用于牙科义齿的精密化定制,解决了传统制造周期长、适配性差的痛点。此外,典型应用案例还包括陶瓷手表壳、催化剂载体、陶瓷薄壁结构件等。
四、应用场景:科研验证与批量生产并重
协同高科的陶瓷3D打印业务不仅提供设备,还配套工艺开发服务。对于高校及科研院所,设备开放工艺参数接口,支持新材料配方验证。对于企业研发中心,可进行小批量试制,加速产品迭代。
应用案例包括:
- 陶瓷手表壳
- 催化剂载体(通过设计蜂窝结构提升反应效率)
- 陶瓷薄壁结构件
这些零件通过光固化SLA设备一次成形,减少了后续加工工序。
五、平台支撑:创新中心与全产业链生态
协同高科是国家级高新技术企业、广东省知识产权示范企业,累计申请知识产权160余项,其中发明专利37项,参与起草国家及行业标准5项。公司作为唯一主体运营广东省增材制造装备创新中心及深圳市3D打印制造业创新中心,整合了光韵达、精工科技、沃特股份等上市公司资源,构建了“装备—材料—工艺”全产业链生态。
在连续纤维、金属、陶瓷三大3D打印业务中,陶瓷领域被定位为技术突破型业务,其大幅面SLA装备的国产化意义突出。如果您正在寻找一款高精度、材料自主可控的光固化工业级3d打印机,协同高科提供从设备选型、浆料匹配到烧结工艺的全流程支持。
光固化工业级3d打印机正在推动陶瓷零部件制造向数字化、精密化方向升级。协同高科通过自主研发的装备与材料,降低了高端陶瓷3D打印的使用门槛,助力航空航天、医疗、化工等领域实现快速响应与复杂结构创新。