詳解高精度高性能陶瓷3D打印機Ceramaker(2)
Ceramaker的工作原理
Ceramaker是一種SLA 3D打印機,該機器通過一種掃描振鏡引導一束355nm紫外激光,并將其反射到一層摻有陶瓷顆粒的可光固化樹脂上。在打印每層的時候,打印機會先覆蓋一薄層在打印床上,然后用激光固化陶瓷膏料中的光聚合物,一層打印完畢之后,打印床降低,再將另外一層膏料施加到打印床上。
該過程反復進行,直到對象打印完畢。將未固化的膏料刮去重復使用,隨后再進一步漂洗掉多余的材料,直到只剩下所需對象。最后再將其放入窯爐中通過高溫去除樹脂、燒結陶瓷,這一環節會造成大約20%的收縮。因為收縮率相當高,因此用戶在進行CAD設計的時候就要充分考慮到這一情況,產品設計得太薄或者太厚都有可能造成燒結失敗。
據3DCeram公司介紹,其陶瓷3D打印技術在醫療植入物方面的應用上有特殊的優勢。該公司花了10年多時間與Joel Brie博士和Limoges大學醫院頜面外科系開發顱骨假體。由于該公司使用的羥基磷灰石材料的生物相容性,骨骼的生長更容易,因此,植入物能夠更快地融入身體。
3D打印HA顱內植入物。
據天工社了解,假體的3D打印時間一般需要48個小時,由于打印設備的精度很高,因此可以與患者完美匹配。此外,植入物的孔隙率接近60%,進一步促進了骨骼的生長。據稱六個月后,就會有大約25%的孔隙區域出現骨骼的再生,從而使植入物真正成為患者的一部分。
此外,該公司進一步強調了Ceramaker可以快速、高精度地制造出針對特定患者的植入物:“Ceramaker使用HA材料3D打印的植入物比一般骨移植中使用的HA具有更高的壓縮力學強度。這些植入體甚至可以替代從患者身上取下的移植骨,因此可以減輕他們的痛苦。除此之外,陶瓷植入體也適合于骨缺損的重建,美容效果也相當令人滿意。”
不過,這些3D打印植入物的價格不菲,其價格范圍10000歐元到18000歐元不等,當然好處是顯而易見的。據悉,醫院從2005年開始使用這項技術,總共有17位病人被植入了3D打印的植入物。根據Brie博士的說法,這些患者均未出現任何感染。該醫院的全部臨床試驗結果于2013年發布,可以在這里找到。
Ceramaker的適用范圍:
由于Ceramaker能夠3D打印一系列陶瓷膏料,這款機器比較適合飾品、醫療、電子和其他專門的工業應用。而且由于打印尺寸足夠大,Ceramaker可以批量制造珠寶或者電子部件等。
哪些應用不適合Ceramaker:
Ceramaker能夠3D打印原型,但可能不是這一應用最理想的機器,相反,傳統的SLA、FDM或DLP3D打印機可能更合適。此外,如果您想3D打印其他類型的陶瓷,比如粘土等,它也并不適合。
(編譯自Engineering)
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