氮化硅陶瓷光固化3D打印技術(shù)獲關(guān)鍵突破，武漢三維陶瓷發(fā)布專用漿料及工藝方案

導(dǎo)讀：在眾多3D打印材料中，陶瓷一直是最難“駕馭”的材料之一。盡管陶瓷增材制造技術(shù)已研究數(shù)十年，但真正可行的商業(yè)應(yīng)用直到近期才逐漸成熟。

南極熊長期關(guān)注高性能陶瓷增材制造的技術(shù)突破與產(chǎn)業(yè)化進程，此前曾對武漢三維陶瓷進行過跟蹤報道，其在高性能陶瓷光固化增材制造系統(tǒng)與材料方面的持續(xù)創(chuàng)新令人印象深刻。而在極端環(huán)境應(yīng)用需求不斷攀升的當(dāng)下，氮化硅陶瓷(Si?N?)因其綜合性能優(yōu)勢，正成為高溫、強腐蝕、高耐磨、高絕緣及生物醫(yī)療等尖端領(lǐng)域的理想材料選擇。

△2025TCT展會武漢三維陶瓷展示出的大型陶瓷3D打印樣件

2025年9月17日，南極熊獲悉，武漢三維陶瓷在3D打印氮化硅陶瓷(Si?N?)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)關(guān)鍵突破，已成功開發(fā)出針對光固化3D打印的高性能氮化硅陶瓷漿料。

氮化硅陶瓷五大核心優(yōu)勢顯著：

超高強度與韌性：遠優(yōu)于普通陶瓷，抗機械沖擊和抗熱震性能突出；

卓越高溫性能：在超過1400°C高溫環(huán)境中仍能保持優(yōu)良的力學(xué)性能與化學(xué)穩(wěn)定性；

優(yōu)異耐磨與耐腐蝕性：極端工況下軸承、密封件等關(guān)鍵部件的首選材料；

優(yōu)良絕緣性與導(dǎo)熱性：特別適用于電力電子、半導(dǎo)體工業(yè)中對散熱和絕緣有雙重要求的場景；

良好生物相容性：可廣泛應(yīng)用于骨科、齒科及手術(shù)器械等醫(yī)療領(lǐng)域。

△氮化硅漿料

然而，盡管性能出眾，傳統(tǒng)氮化硅陶瓷制備工藝如干壓、注塑、凝膠注模等，仍難以高效完成高度復(fù)雜、定制化和拓撲優(yōu)化結(jié)構(gòu)的制造，普遍存在工藝周期長、材料浪費嚴重和成本高企等問題。3D打印技術(shù)，尤其是陶瓷光固化技術(shù)，為氮化硅帶來全新可能——它不僅能輕松實現(xiàn)復(fù)雜流道、薄壁、晶格及異形結(jié)構(gòu)的一體化成型，還大幅縮短研發(fā)周期、提升材料利用率，真正推動構(gòu)件設(shè)計向功能化、輕量化、集成化邁進。

光固化技術(shù)雖是實現(xiàn)高精度、高致密度陶瓷零件的理想路徑，但其在氮化硅材料中的應(yīng)用卻長期受制于高品質(zhì)漿料的開發(fā)難度。該類漿料需同時具備高固含量、低粘度、優(yōu)異流變特性與光固化相容性，技術(shù)壁壘極高。

△3DCeram 3D打印設(shè)備系列

值得欣喜的是，武漢三維陶瓷該公司成功開發(fā)出的針對光固化3D打印的高性能氮化硅陶瓷漿料，已完成首批高精細樣件的打印驗證，標(biāo)志著國內(nèi)氮化硅陶瓷增材制造向工業(yè)化應(yīng)用邁出堅實一步。

其技術(shù)突破主要體現(xiàn)在三方面：

精密漿料配方：實現(xiàn)高固含量、低粘度與光敏性能的良好平衡，成型生坯具備優(yōu)異銳利度、均勻性及強度，滿足后期脫脂和燒結(jié)要求

打印工藝優(yōu)化：系統(tǒng)研究并建立適用于氮化硅材料的打印參數(shù)模型，有效控制翹曲、提高精度與生產(chǎn)效率；

迭代閉環(huán)開發(fā)：通過“設(shè)計-打印-燒結(jié)-測試”全流程反饋，持續(xù)優(yōu)化材料和工藝，確保最終構(gòu)件性能滿足嚴苛應(yīng)用需求。

△氮化硅陶瓷3D打印結(jié)構(gòu)件

這一技術(shù)進展，為光固化氮化硅陶瓷在多個高端領(lǐng)域推開產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用之門：

航空航天：帶復(fù)雜內(nèi)腔的渦輪葉片、輕質(zhì)高強結(jié)構(gòu)件；

能源與半導(dǎo)體：耐高溫絕緣件、散熱基板、晶圓處理設(shè)備組件；

工業(yè)機械：高性能陶瓷軸承、耐腐蝕閥門與泵體；

生物醫(yī)療：定制化植入體、骨修復(fù)支架及手術(shù)導(dǎo)板；

新能源汽車：電驅(qū)/電池系統(tǒng)關(guān)鍵絕緣、散熱部件。

武漢三維陶瓷依托“材料–打印–燒結(jié)–后處理”全流程工藝能力，持續(xù)推動高性能陶瓷3D打印技術(shù)從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化。此次氮化硅陶瓷光固化技術(shù)的成熟，不僅是企業(yè)自身研發(fā)實力的體現(xiàn)，更是我國在高性能陶瓷增材制造領(lǐng)域逐步實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)自主化的又一里程碑。

△南極熊2025亞洲TCT專訪采訪武漢三維陶瓷