导读: 多孔结构在半导体、高温过滤、热管理与生物工程等领域应用越来越广。氧化铝耐高温、耐腐蚀、强度高,制成多孔结构后兼具轻量化与良好的透气、传质能力。但这类构件的制造并不容易:结构复杂、孔道密集时,模具成形自由度有限,机械加工又容易在孔口处崩边。
南极熊获悉,奇遇科技近日展示了利用工业级F144陶瓷3D打印机一次成形氧化铝多孔板的案例,为这类复杂多孔陶瓷构件提供了一条新的制造路径。
本次展示的氧化铝多孔板,整面孔道由三维模型直接定义,采用DLP陶瓷3D打印一次成形,设备为奇遇科技工业级F144陶瓷3D打印机。
△样件与直尺对照
从样件照片看,氧化铝多孔板呈现规则的网格孔道结构,孔道贯通整片板材。样件与直尺对照,可以直观看到整体尺寸与孔道分布密度。成品旋转展示中,孔道排列整齐、贯通一致,体现了DLP陶瓷3D打印在复杂多孔结构上的成形能力。
△成品旋转展示:氧化铝多孔板
打印过程
成形采用 DLP 光固化方式:模型切片后逐层投影曝光,浆料中的陶瓷颗粒随树脂一同固化、逐层叠加得到坯体;坯体再经脱脂与烧结,去除有机组分并完成致密化,得到氧化铝陶瓷件。以下动图依次为打印、推出、取出、清洗。
△DLP 逐层光固化打印成形
△打印完成后的推出工序
△取件:将坯体从设备中取出
△清洗:去除表面与孔道内未固化的浆料
多孔结构的价值:不只看孔的数量,更看孔的一致性
多孔结构的价值不只取决于孔的数量,更在于孔的尺寸、分布与连通方式——气体扩散要气流稳定,过滤要阻力低,热交换要流道可控。局部做出孔洞不难,难的是整片范围内每处孔道保持一致。
陶瓷3D打印把孔道交由模型定义、一次成形,无需逐孔加工,为氧化铝多孔构件的定制化、小批量制造提供了可行路径。对于半导体、高温过滤、热管理等场景而言,这种制造方式的意义在于:设计端可以更自由地定义孔道,制造端可以更稳定地复现设计。
陶瓷3D打印正在啃“硬骨头”
陶瓷3D打印的价值,从来不只是“能打印陶瓷”,而是能打印传统工艺做不了、做不好、做不快的陶瓷结构。氧化铝多孔板就是一个典型样本——孔道密集、贯通要求高、材料又硬又脆,传统模具和机加工都容易卡壳。
奇遇科技F144这次展示的案例,说明DLP陶瓷3D打印在复杂多孔结构上已经具备工程化能力:从模型定义孔道,到逐层光固化成形,再到脱脂烧结致密化,整条链路跑通。对于需要定制化、小批量多孔陶瓷构件的用户来说,这是一条值得关注的路径。
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