十維科技直播：國(guó)產(chǎn)陶瓷3D打印機(jī)在科研、航空航天、文創(chuàng)、醫(yī)療中的應(yīng)用

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

目前直播已經(jīng)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(kāi)始研究陶瓷3D打印技術(shù)，核心技術(shù)團(tuán)隊(duì)均來(lái)自于清華大學(xué)，2016年發(fā)布了AUTOCERA光固化陶瓷3D打印機(jī)，2018年推出多種陶瓷3D打印材料，2019年完成渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片陶瓷型芯的生產(chǎn)驗(yàn)證，2020年發(fā)布新一代AUTOCERA-L大尺寸機(jī)型并正在成立示范工廠。

目前十維科技與多所大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)建立了合作，例如清華大學(xué)、中科院、北京理工大學(xué)等，設(shè)備裝機(jī)量已經(jīng)達(dá)到近20臺(tái)。此外，在航空航天領(lǐng)域已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了渦輪葉片陶瓷芯的小批量生產(chǎn)；在文創(chuàng)產(chǎn)品領(lǐng)域已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)交貨。

本次直播的主要內(nèi)容圍繞著以下幾個(gè)方面開(kāi)展，除了PPT講解部分，萬(wàn)力總還通過(guò)鏡頭帶領(lǐng)廣大觀眾參觀了十維科技展廳中的3D打印實(shí)物以及AUTOCERA陶瓷3D打印機(jī)。

首先，在產(chǎn)品使用范圍方面，十維科技的AUTOCERA陶瓷3D打印機(jī)對(duì)于陶瓷材料的可適配性非常強(qiáng)，打印參數(shù)完全開(kāi)放，用戶可以根據(jù)自己的打印需求來(lái)調(diào)整參數(shù)，讓機(jī)器適應(yīng)材料，而不是材料適應(yīng)機(jī)器。這一點(diǎn)對(duì)于從事陶瓷材料研究的科研團(tuán)隊(duì)很有價(jià)值。

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

陶瓷3D打印屬于比較新的研究領(lǐng)域，與十維科技合作的高校和研究機(jī)構(gòu)在科研方面均取得不錯(cuò)的成果，發(fā)表了相關(guān)科研論文超過(guò)20篇。研究課題主要圍繞著“采用碳化硅和纖維增強(qiáng)——太空反射鏡”、“熔模精密鑄造一體化鑄型——航空零件制造”、“前驅(qū)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(tuán)隊(duì)合作的論文“3D打印Haversian結(jié)構(gòu)骨支架實(shí)現(xiàn)骨再生的多細(xì)胞傳遞”更是發(fā)表在《科學(xué)》雜志的子刊《Science Advances》上。

除了在上述的科研領(lǐng)域十維科技備受歡迎之外，在航空航天領(lǐng)域他們也做出了成績(jī)。

我們都知道，航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片時(shí)最關(guān)鍵的部件之一，也是最難制造的零件之一。在工作時(shí)，它需要承受1700℃的高溫，1500kg的推力，轉(zhuǎn)速可以達(dá)到2萬(wàn)轉(zhuǎn)/分鐘。為了應(yīng)對(duì)這么苛刻的工作環(huán)境，渦輪葉片內(nèi)部需要設(shè)計(jì)復(fù)雜的冷卻結(jié)構(gòu)，這時(shí)就需要用到特種陶瓷作為模具，通過(guò)精密鑄造來(lái)制造葉片。

十維科技經(jīng)過(guò)上千次的試驗(yàn)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(kāi)發(fā)周期縮短了80%，大幅降低了試錯(cuò)成本，使得迭代速度增加10倍以上。

在設(shè)備方面，十維科技目前推出的AUTOCERA 陶瓷3D打印機(jī)一共有三款：AUTOCERA-M、AUTOCERA-L、AUTOCERA-X。三款設(shè)備具有不同的成型尺寸、精度等參數(shù)。此外，與很多其他設(shè)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(fèi)試用一周時(shí)間，親眼見(jiàn)證和親自操作陶瓷3D打印機(jī)。如果采購(gòu)流程復(fù)雜，可以通過(guò)租賃的方式長(zhǎng)期使用AUTOCERA陶瓷3D打印設(shè)備。

直播過(guò)程中，不少觀眾提出了自己感興趣的問(wèn)題，比如希望進(jìn)一步的了解發(fā)表在《Science Advances》上的文章內(nèi)容等等。于是，萬(wàn)總將與中科院、北京理工大學(xué)、清華大學(xué)、四川大學(xué)合作的論文進(jìn)行更進(jìn)一步的介紹，詳細(xì)的內(nèi)容請(qǐng)掃碼觀看直播回放。

此外，萬(wàn)總還現(xiàn)場(chǎng)展示了通過(guò)十維科技3D打印陶瓷型芯精密鑄造出來(lái)的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片，以及展廳擺放的展品，其中包括與極致盛放合作開(kāi)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(bǔ)片，牙齒美白修復(fù)體等等。

最后，萬(wàn)總還帶領(lǐng)觀眾實(shí)地觀看了AUTOCERA真機(jī)的使用過(guò)程。

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

中獎(jiǎng)用戶名單如下，請(qǐng)中獎(jiǎng)觀眾聯(lián)系南極熊微信公眾號(hào)進(jìn)行領(lǐng)獎(jiǎng)。
@單飛孤鶩
@ 風(fēng)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(wèn)答

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

單飛孤鶩: 燒結(jié)過(guò)程需要多久時(shí)間
最快9小時(shí)可以脫脂燒結(jié)完成，根據(jù)生坯尺寸增大會(huì)適當(dāng)延長(zhǎng)。一般48小時(shí)內(nèi)可以脫脂燒結(jié)完成。

Linkin Xu-徐林建: 燒結(jié)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(nèi)，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(dá)到多少
136*76*200mm

小笨熊: 前面沒(méi)聽(tīng)見(jiàn)，本設(shè)備屬于什么打印工藝？
DLP光固化打印樹(shù)脂與陶瓷粉體，然后脫脂燒結(jié)

風(fēng)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(kāi)發(fā)漿料

單飛孤鶩: 打印速度如何
200層每小時(shí)

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(shù)模3天內(nèi)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(chǎn)品在生產(chǎn)

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

風(fēng)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(jìn)行臨床驗(yàn)證嗎？有沒(méi)有副作用或引發(fā)其他基礎(chǔ)病案例？
可以的，羥基磷灰石與TCP都與各大高校合作過(guò)，進(jìn)行了動(dòng)物植入。

風(fēng)帆: 彩色顏料使用的是什么材質(zhì)？
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(lái)的成品耐化學(xué)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(lái)與日用瓷質(zhì)量一致。

雷昊: 燒結(jié)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(nèi)良品率80%以上。

PKU老馮: 請(qǐng)問(wèn)一下主持人，高端制造設(shè)計(jì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)障礙該如何規(guī)避？尤其是涉及到跨國(guó)工業(yè)產(chǎn)品知識(shí)產(chǎn)權(quán)糾紛的情況下，比如前一陣西班牙因呼吸機(jī)模具供應(yīng)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(jī)械我們有全套知識(shí)產(chǎn)權(quán)，這個(gè)屬于法律問(wèn)題了。請(qǐng)看《3D打印技術(shù)與法律 ，3D打印著作權(quán)問(wèn)題探討》http://www.withyoor.com/thread-124631-1-1.html

Camille: 陶瓷在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)細(xì)胞毒性怎么樣呢？
我們的合作伙伴有植入生物體實(shí)驗(yàn)，發(fā)表了science advances 發(fā)表過(guò)文章。具體結(jié)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(gè)打印的氣味大么？有毒么？要做防護(hù)嗎？
沒(méi)有氣味，漿料使用不用特殊防護(hù)。

小笨熊: 成型臺(tái)等待高度是固定的么？不能適時(shí)調(diào)節(jié)？一開(kāi)始沒(méi)有多少模型高度，等待過(guò)高浪費(fèi)時(shí)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(tái)粘結(jié)牢固而優(yōu)化的。后續(xù)提升高度采用最短路徑設(shè)計(jì)。

J.C: 微孔結(jié)構(gòu)脫脂燒結(jié)收縮不斷裂的最小壁厚和孔隙率呢？
與具體結(jié)構(gòu)有關(guān)。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(tái)等待高度是固定的么？不能適時(shí)調(diào)節(jié)？一開(kāi)始沒(méi)有多少模型高度，等待過(guò)高浪費(fèi)時(shí)間啊
第一層的高度是獨(dú)立的。便于觀察打印效果。后續(xù)各層高度更低，保證效率。