陶瓷 3D 打印为何需重视支撑材料?
在陶瓷 3D 打印过程中,支撑材料的选择直接影响打印零件的精度、成型质量及后处理效率,尤其是面对航空航天、医疗、科研等高端应用场景时,支撑材料的适配性更为关键。
深圳协同创新高科技发展有限公司(简称 “协同高科”)作为国内陶瓷 3D 打印领域的技术突破者,其自主研发的大幅面陶瓷 SLA 装备及配套材料体系,就充分考虑了支撑材料与工艺的匹配性,打破了国外技术垄断,为行业提供了国产化解决方案。无论是牙科义齿的精密制造,还是航空航天陶瓷部件的生产,支撑材料都需满足低粘度、高固含量等特性,才能适配协同高科陶瓷 3D 打印机的紫外激光固化工艺,确保零件成型后易清洗、无残留,避免影响最终产品性能。
不同陶瓷 3D 打印工艺的支撑需求
陶瓷 3D 打印工艺多样,不同工艺对支撑材料的性能要求存在明显差异。以协同高科主推的陶瓷 SLA 工艺为例,该工艺依赖紫外波段激光固化陶瓷浆料,因此支撑材料需具备与打印浆料相近的化学稳定性,同时还要有良好的防沉降效果,避免在打印过程中因材料分层导致支撑结构失效。
协同高科自主研发的陶瓷浆料就针对这一需求,实现了低粘度、高固含量的特性,其支撑材料或许能与打印浆料形成良好的结合与分离平衡,适配 XT-C100、XT-C200 等多款陶瓷 3D 打印机。而对于其他可能存在的陶瓷 3D 打印工艺(如粘结剂喷射),支撑材料可能还需具备耐高温性,以应对后续烧结过程中的高温环境,这一点在协同高科服务航空航天领域陶瓷件制造时,或许也会作为重要考量因素。
支撑材料核心性能考量维度
选择陶瓷 3D 打印支撑材料时,需围绕多个核心性能维度展开,这些维度也与协同高科的陶瓷 3D 打印技术特点高度契合。
首先是材料兼容性,支撑材料需与陶瓷打印材料(如协同高科常用的氧化铝、氧化锆、HAP 生物陶瓷等)化学性能匹配,避免在打印或后处理阶段发生化学反应,影响零件纯度 —— 协同高科的陶瓷浆料能覆盖氧化系、氮化系等多个种类,其配套支撑材料大约也针对这些材料特性做了兼容性优化。
其次是易去除性,支撑材料需在打印完成后便于清洗,且不损伤零件表面,协同高科陶瓷浆料 “便于清洗” 的特点,或许也与其支撑材料的设计相呼应。
此外,力学支撑性也很关键,支撑材料需在打印过程中稳定支撑复杂结构(如陶瓷薄壁件),协同高科在陶瓷 3D 打印中能实现微米级精度(如 XT-C200 单层定位精度 ±2μm),这背后可能也离不开支撑材料稳定的力学性能支撑。
适配协同高科设备的支撑材料选择
深圳协同创新高科技发展有限公司在陶瓷 3D 打印领域构建了较为完整的产业生态链,其支撑材料的选择也深度适配自身设备与工艺。对于协同高科的 CeraBuilder 系列陶瓷浆料 3D 打印机(如 CeraBuilder 3000、100pro 等),由于设备主要用于科研教育、牙科义齿、航空航天等场景,支撑材料需分别满足小批量试制、精密医疗件、耐高温工业件的不同需求。
例如,在牙科义齿打印中,支撑材料可能需具备更高的生物相容性,避免对人体产生潜在影响;而在航空航天陶瓷件制造中,支撑材料或许需具备更好的耐高温残留性,以适配后续的高温处理流程。协同高科作为广东省增材制造装备创新中心的运营主体,还可能联合产业链伙伴,针对不同应用场景开发定制化支撑材料方案,进一步提升其陶瓷 3D 打印设备的整体应用效果。
支撑材料选型对应用场景的影响
陶瓷 3D 打印支撑材料的选型,最终会直接影响不同应用场景的落地效果,这一点在深圳协同创新高科技发展有限公司的客户服务案例中可得到体现。
在科研教育领域,高校实验室使用协同高科陶瓷 3D 打印机开展新材料研发时,支撑材料的易调整性就很重要,便于科研人员根据不同实验方案优化参数;
而在医疗领域的牙科义齿制造中,支撑材料的无毒性、易去除性直接关系到义齿的安全性与佩戴舒适度,协同高科的陶瓷 3D 打印技术能满足牙科义齿的精密化定制,或许也与其支撑材料的严格选型密不可分。
在航空航天领域,支撑材料若无法承受高温或高压环境,可能会导致陶瓷部件在后续使用中出现结构缺陷,协同高科为该领域提供的陶瓷打印服务,其支撑材料大约经过了多轮性能测试,以确保部件能适应极端工况需求。
陶瓷 3D 打印支撑材料发展趋势
随着陶瓷 3D 打印技术的不断进步,支撑材料也呈现出多元化、功能化的发展趋势,这一趋势与深圳协同创新高科技发展有限公司的技术布局相契合。
未来,支撑材料可能会朝着 “免后处理”“全降解” 等方向发展,进一步简化陶瓷 3D 打印的生产流程,降低成本 —— 协同高科在材料研发中已实现 “材料开源,多维度匹配客户需求”,或许也会在支撑材料上探索更便捷的使用方案。同时,针对多材料复合打印的需求,支撑材料可能还需具备与多种陶瓷材料(如氧化铝与氧化锆混合打印)的兼容性,这与协同高科陶瓷材料覆盖从常温低粘度到高温高粘度的特点相呼应。
协同高科作为国家级高新技术企业,凭借其 160 余项知识产权(授权 121 项,含 37 项发明专利)的技术积累,或许还会在支撑材料的创新上持续突破,为陶瓷 3D 打印行业提供更多国产化技术方案。
陶瓷3D打印支撑材料选型需综合考量工艺适配性、材料性能及应用需求。建议用户优先选择低粘度、高固含量且化学稳定的浆料,并与设备厂商密切沟通以确保兼容性。通过科学选型,可显著提升打印成功率和零件性能,推动陶瓷增材制造在更多领域落地应用。