十維科技直播：國產陶瓷3D打印機在科研、航空航天、文創(chuàng)、醫(yī)療中的應用

2020年5月20日下午2點，北京十維科技聯(lián)合南極熊開展了一場主題為“陶瓷3D打印技術和案例分享”的線上直播，本場直播的主講人是北京十維科技CEO、聯(lián)合創(chuàng)始人萬力。

目前直播已經可以回看視頻，微信掃描下方二維碼即可觀看視頻回放

十維科技成立于2014年，自2012年就開始研究陶瓷3D打印技術，核心技術團隊均來自于清華大學，2016年發(fā)布了AUTOCERA光固化陶瓷3D打印機，2018年推出多種陶瓷3D打印材料，2019年完成渦輪發(fā)動機葉片陶瓷型芯的生產驗證，2020年發(fā)布新一代AUTOCERA-L大尺寸機型并正在成立示范工廠。

目前十維科技與多所大學和研究機構建立了合作，例如清華大學、中科院、北京理工大學等，設備裝機量已經達到近20臺。此外，在航空航天領域已經實現(xiàn)了渦輪葉片陶瓷芯的小批量生產；在文創(chuàng)產品領域已經實現(xiàn)了量產交貨。

本次直播的主要內容圍繞著以下幾個方面開展，除了PPT講解部分，萬力總還通過鏡頭帶領廣大觀眾參觀了十維科技展廳中的3D打印實物以及AUTOCERA陶瓷3D打印機。

首先，在產品使用范圍方面，十維科技的AUTOCERA陶瓷3D打印機對于陶瓷材料的可適配性非常強，打印參數完全開放，用戶可以根據自己的打印需求來調整參數，讓機器適應材料，而不是材料適應機器。這一點對于從事陶瓷材料研究的科研團隊很有價值。

此外，使用AUTOCERA開展陶瓷材料研究，只需要很少的材料的即可開展工作，5ml可以完成測定打印參數，20ml即可執(zhí)行一次打印任務。用戶無需為了開展試驗而大量的制備陶瓷漿料，造成原材料和時間的浪費。

陶瓷3D打印屬于比較新的研究領域，與十維科技合作的高校和研究機構在科研方面均取得不錯的成果，發(fā)表了相關科研論文超過20篇。研究課題主要圍繞著“采用碳化硅和纖維增強——太空反射鏡”、“熔模精密鑄造一體化鑄型——航空零件制造”、“前驅體陶瓷、氧化鋯、氮化物等”等方面。

其中與中科院上海硅酸鹽研究所吳成鐵教授團隊合作的論文“3D打印Haversian結構骨支架實現(xiàn)骨再生的多細胞傳遞”更是發(fā)表在《科學》雜志的子刊《Science Advances》上。

除了在上述的科研領域十維科技備受歡迎之外，在航空航天領域他們也做出了成績。

我們都知道，航空發(fā)動機的渦輪葉片時最關鍵的部件之一，也是最難制造的零件之一。在工作時，它需要承受1700℃的高溫，1500kg的推力，轉速可以達到2萬轉/分鐘。為了應對這么苛刻的工作環(huán)境，渦輪葉片內部需要設計復雜的冷卻結構，這時就需要用到特種陶瓷作為模具，通過精密鑄造來制造葉片。

十維科技經過上千次的試驗研究，最終制造出了滿足葉片鑄造需求的陶瓷型芯，讓葉片的開發(fā)周期縮短了80%，大幅降低了試錯成本，使得迭代速度增加10倍以上。

在設備方面，十維科技目前推出的AUTOCERA 陶瓷3D打印機一共有三款：AUTOCERA-M、AUTOCERA-L、AUTOCERA-X。三款設備具有不同的成型尺寸、精度等參數。此外，與很多其他設備廠商不同的是，十維科技還推出了人性化的試用合作方案，客戶可以帶著自己的材料樣品，到公司免費試用一周時間，親眼見證和親自操作陶瓷3D打印機。如果采購流程復雜，可以通過租賃的方式長期使用AUTOCERA陶瓷3D打印設備。

直播過程中，不少觀眾提出了自己感興趣的問題，比如希望進一步的了解發(fā)表在《Science Advances》上的文章內容等等。于是，萬總將與中科院、北京理工大學、清華大學、四川大學合作的論文進行更進一步的介紹，詳細的內容請掃碼觀看直播回放。

此外，萬總還現(xiàn)場展示了通過十維科技3D打印陶瓷型芯精密鑄造出來的渦輪發(fā)動機葉片，以及展廳擺放的展品，其中包括與極致盛放合作開發(fā)的3D打印陶瓷飾品，用于醫(yī)療植入的生物相容性陶瓷顱骨補片，牙齒美白修復體等等。

最后，萬總還帶領觀眾實地觀看了AUTOCERA真機的使用過程。

直播中，觀眾們積極參與互動，十維科技抽取了10名幸運觀眾，將送上精美的3D打印陶瓷禮品一份。

中獎用戶名單如下，請中獎觀眾聯(lián)系南極熊微信公眾號進行領獎。
@單飛孤鶩
@ 風帆
@Devil Host
@Camille
@PKU老馮
@薛雷奇
@Zehui
@Amisol
@Hana
@佛系科研專家

以下是本次直播的部分問答

Linkin Xu-徐林建: 陶瓷漿料固含量有多少？
不同材質不同，氧化鋁可以達63vol%以上

單飛孤鶩: 燒結過程需要多久時間
最快9小時可以脫脂燒結完成，根據生坯尺寸增大會適當延長。一般48小時內可以脫脂燒結完成。

Linkin Xu-徐林建: 燒結縮水率多少？打印件表面粗糙度和公差可以做到多少
線收縮收縮率6%左右，整體公差0.1mm以內，平均公差0.05mm。

海納百川: 陶瓷現(xiàn)在有什么漿料
氧化硅 致密氧化鋁 玉瓷材料 以及生物材料等

單飛孤鶩: 最大打印零件尺寸可以達到多少
136*76*200mm

小笨熊: 前面沒聽見，本設備屬于什么打印工藝？
DLP光固化打印樹脂與陶瓷粉體，然后脫脂燒結

風帆: 打印材料需要自己配比？
我們有提供商品漿料，也支持用戶粉體合作開發(fā)漿料

單飛孤鶩: 打印速度如何
200層每小時

沙漠仙人掌: 目前的全流程周期是多久
粗糙度8um左右，拿到數模3天內可出成品

郝德坤℡₁₉₉₆₃₃₂₈₁₇₁: 義齒氧化鋯打印可以嗎？
可行的，現(xiàn)在也有牙科產品在生產

Hana: 打印精細度怎么樣？
XY方向分辨率50um，高度方向精度25um

風帆: 打印完的模型后期如何上色？
我們可以打印彩色陶瓷不需后期上色

Amisol: 可以打印身體骨骼嗎？比如手，腿，有在人體上進行臨床驗證嗎？有沒有副作用或引發(fā)其他基礎病案例？
可以的，羥基磷灰石與TCP都與各大高校合作過，進行了動物植入。

風帆: 彩色顏料使用的是什么材質？
有傳統(tǒng)日用瓷與玉瓷

Devil Host: 若果打印多彩，支持格式文件？ 打印出來的成品耐化學性如何？是跟市面上的陶瓷有一樣的特性嗎
模型使用stl格式，打印出來與日用瓷質量一致。

雷昊: 燒結收縮率多少？可控性和良品率如何呢？
線收縮率6%左右，成品精度0.1mm以內良品率80%以上。

PKU老馮: 請問一下主持人，高端制造設計知識產權障礙該如何規(guī)避？尤其是涉及到跨國工業(yè)產品知識產權糾紛的情況下，比如前一陣西班牙因呼吸機模具供應短缺，采用3D打印替換的方案引發(fā)了一些糾紛
從漿料到軟件機械我們有全套知識產權，這個屬于法律問題了。請看《3D打印技術與法律 ，3D打印著作權問題探討》http://www.beckysfeelgoodyoga.com/thread-124631-1-1.html

Camille: 陶瓷在體內實驗細胞毒性怎么樣呢？
我們的合作伙伴有植入生物體實驗，發(fā)表了science advances 發(fā)表過文章。具體結果可以加微信發(fā)給您。13911524778。

指尖逝去的流光: 打印層厚度怎樣控制的呀
層厚可控制在10um。

劉威豪: 這個打印的氣味大么？有毒么？要做防護嗎？
沒有氣味，漿料使用不用特殊防護。

小笨熊: 成型臺等待高度是固定的么？不能適時調節(jié)？一開始沒有多少模型高度，等待過高浪費時間啊
首層提升高度較高是為了方便檢查生坯是否與成型臺粘結牢固而優(yōu)化的。后續(xù)提升高度采用最短路徑設計。

J.C: 微孔結構脫脂燒結收縮不斷裂的最小壁厚和孔隙率呢？
與具體結構有關。一般可到0.15mm

沙漠仙人掌: SLA與DLP的區(qū)別是什么
SLA通常指激光掃描，DLP是面曝光

小笨熊: 成型臺等待高度是固定的么？不能適時調節(jié)？一開始沒有多少模型高度，等待過高浪費時間啊
第一層的高度是獨立的。便于觀察打印效果。后續(xù)各層高度更低，保證效率。