2020年11月23日，南極熊獲悉，奧地利陶瓷3D打印公司Lithoz發(fā)布了一款多材料3D打印機CeraFab Multi 2M30。這款設備使得3D打印復雜幾何形狀的多材料部件成為現(xiàn)實。有了這臺機器，不僅可以打印陶瓷／聚合物，還可以打印金屬／聚合物。開放式的系統(tǒng)允許用戶開發(fā)自己的材料，以制造多功能的部件，這是傳統(tǒng)成型技術無法實現(xiàn)的。開發(fā)人員可以整合其他工藝（如噴墨、噴涂），將CeraFab Multi 2M30的功能范圍擴展到更先進的應用。

△CeraFab Multi 2M30：Lithoz的多材料3D打印機

CeraFab Multi 2M30

CeraFab Multi 2M30由兩個旋轉的料槽組成，料槽內(nèi)填充有光固化樹脂／懸浮液。兩個獨立的料槽意味著陶瓷可與其他陶瓷、聚合物或金屬結合使用。

△CeraFab Multi 2M30內(nèi)部結構圖

料槽的底部是透明的，光源可以從下面固化樹脂。創(chuàng)新的雙料槽系統(tǒng)增強了的速度、準確性和有效性，全自動清洗可以避免了在生產(chǎn)過程中材料的交叉污染。

CeraFab Multi 2M30的技術參數(shù)

不同類別的材料在打印之后，可以通過燒結集合成一個組件，目的是配合不同材料的收縮行為來制作功能部件，Lithoz正在研究如何保證多材料的成功共燒結。

可以打印的結構

目前這款設備可以做到不同的功能分級結構（FGS），包括：

a） 兩種材料結合在一層中；

b） 密實的材料與多孔材料相結合；

c） 兩相或多相材料漸變；

d）和e）上述各項的結合。

△CeraFab Multi 2M30 可能的成分和／或結構組合（a、b、c、d、e）

Lithoz最近將氧化鋁與氧化鋯混合增韌氧化鋁，燒結后具有清晰的邊界和良好的層粘結，兩者之間的界面都可見。

△在CeraFab Multi 2M30上打印的ZTA–Al2O3復合材料生坯零件

另一項研究專注于3D打印雙色環(huán)，白色和橙色相結合。

△在CeraFab Multi 2M30設備上3D打印的雙色氧化鋁環(huán)（燒成后）

應用領域

多材料的打印，可以發(fā)揮材料的多功能特性，其應用領域可以結合以下特性進行拓展。

－ 多孔性｜致密性。

－ 生物可吸收性｜生物惰性。

－ 堅硬｜延展性。

－ 導電性｜電絕緣性。

－ 導熱性｜熱絕緣性。

－ 磁性｜非磁性。

－ 顏色。

其中，非常適合的一個應用領域是醫(yī)療應用，我們都知道，骨頭包含致密的內(nèi)部微孔結構和堅硬的外部結構，并能夠在不同位置提供生物適應性和定制的摩擦學特性。

下圖是一個采用兩種不同3D打印技術制造的下頜骨籠植入物。從材料和結構上都模仿高梯度結構和骨的梯度。高強度的氧化鋯外殼在愈合階段提供支撐，內(nèi)部由生物可吸收的多孔羥基磷灰石等材料制成，這可以使骨質(zhì)再生，并將被人體生物吸收，保證了徹底治愈。TCP／HA和氧化鋯的組合被用于骨頭，并為未來的永久性植入物設計開辟新的市場。許多應用可以從3D打印中獲益，包括印制電路板，壓電堆棧、電子和電信的組件，以及低速和高速組件。

△氧化鋯和多孔羥基磷灰石制成的下頜骨籠

多材料的3D打印，可以減少制造過程中的步驟工藝，最大限度地降低制造成本。CeraFab Multi 2M30的推出對于多材料打印的設計、制造、應用創(chuàng)新都具有重要的意義。

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