升华三维：氧化铝在陶瓷3D打印中的应用
发布日期：2022-06-27
来源：升华三维市场部
近些年来，凭借机械强度高、抗压耐磨、硬度大等优势，陶瓷材料在商业上的关注度越来越高，在工业生产、航空航天、生物制药、医疗器械等领域都有大规模的应用。不过由于陶瓷制备成形的成本较高，且加工烧结所需的时间长，不利于设计结构复杂的材料，因此在一定程度上阻碍了它在各领域的发展。这个时候有着成形精度高、工序周期短、无模个性化制作成本相对较低及材料多样性等优势的3D打印成为了不错的选择。
在常见的陶瓷材料中，氧化铝具有机械强度高、绝缘电阻大、硬度高、耐磨、耐腐蚀及耐高温等一系列优良性能，是目前氧化物陶瓷中用途最广、产销量最大的陶瓷新材料，在航空航天、模具、耐火材料、电池、生物医疗等行业有着广泛的应用。凭借上述及显著的成本优势，氧化铝在陶瓷3D打印领域中大受欢迎，是最受关注的打印材料之一。
3D打印材料—氧化铝颗粒料
升华三维推出的陶瓷3D打印材料——氧化铝颗粒UPGM-AL2O3是一种陶瓷聚合物复合材料，呈白色，粒径在8-14目的近球形颗粒，可用于生产氧化铝的陶瓷部件。基于升华三维首创的粉末挤出打印技术（PEP），在无模具的情况下通过升华三维3D打印设备逐层快速打印氧化铝颗粒使之成型，然后再结合传统陶瓷粉末注射成型技术（CIM）的脱脂烧结等工艺进行后处理，获得最终致密的陶瓷部件。可应用于高温坩埚 、耐火炉管及特殊耐磨材料，如陶瓷轴承、陶瓷密封件及水阀片等。
氧化铝陶瓷成型工艺流程
氧化铝陶瓷样品展示
陶瓷3D打印技术具备的各项优势，大幅提高了氧化铝陶瓷的生产效率并降低了生产成本，目前氧化铝陶瓷3D打印材料已经在建筑、航空航天和电子产品等领域得到了推广及应用，具体如下：3D陶瓷打印采用氧化铝制成的陶瓷支架，可广泛用于临床医疗和外科方面的骨折和关节软组织损伤的修复。骨关节软组织损伤修复工程采用陶瓷支架的设计和制造，使陶瓷支架流体力学的强度和尺寸的精准度都得到了较大的提高，可广泛用于医疗和关节周围的骨折和软组织缺损的填充和修复。可以说，3D打印在临床医学和外科领域的广泛应用大大提高了医疗和外科关节修复治疗的安全性和效率，为多孔生物学界面的设计制造和应用提供了全新的技术解决方案。由3D打印零部件技术设计生产的航天航空设备零部件产品具有设计精度高、质量轻、结构规整、力学性能好等优势。使用3D打印制造生产出结构复杂的零配件，可以直接用于航空设备的修复和装配，方便快捷。
氧化铝陶瓷耐腐蚀、耐酸耐碱、耐高温、化学性质稳定，在化工应用方面也有广泛的应用。3D打印的氧化铝陶瓷能够制作耐腐蚀的精密阀门、特殊催化精密零件等。
3D打印可以根据所需打印出各种特定形状的物体，同时又因为氧化铝陶瓷本身具有耐磨、硬度高，具有光泽性等特性，因此在珠宝首饰及工艺品领域有着广泛的应用。
陶瓷3D打印的产业化应用难点在于实现其高效率、高品质的生产，同时高致密度的大型复杂零件的制造也是其亟待解决的问题。但在可观的市场前景的驱使下，国内对于陶瓷3D打印的研究已逐渐走向成熟，尤其是氧化铝等常见材料，距离产业化应用已不再遥远。
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