在2021年底,研究公司IDTechEx发布了一份报告,估计到2032年,陶瓷增材制造市场将价值4亿美元,是2022年预测的七倍。这证明了这个利基市场不断增长,并引起了许多制造商的兴趣。而且,如果我们看一下可用的陶瓷3D打印机数量,可以看到它也在增加。请记住,陶瓷是一种可以使用多种工艺进行打印的材料:立体光刻、粉末粘合或挤出。陶瓷的种类非常多样。我们确实可以找到诸如瓷器或陶土等材料,但还有更多技术陶瓷将更受制造商欢迎(氧化铝、氧化锆、碳化钨等)。但哪些机器适用于技术陶瓷?哪些解决方案更加面向个人使用?我们列出了一些陶瓷3D打印机,按应用类型进行划分。
专业陶瓷解决方案
来自3DCeram的C3600 ULTIMATE
3DCeram专门从事陶瓷增材制造,特别擅长光固化技术和技术陶瓷的开发。其C3600 Ultimate 3D打印机适用于大规模批量生产和工业大型零部件制造。该打印机采用光固化技术,能够在不使用支撑结构的情况下制造物体。C3600 Ultimate的重量约为4000公斤,尺寸为2100 x 1800 x 2500毫米,提供了600 x 600 x 300毫米的打印区域,层厚可在0.025至0.125毫米之间调整。打印机内集成了四台紫外线激光器,光束直径约为60微米。
图片来源:3DCeram
Admatec的dmaflex 130
这款适用于工业应用的陶瓷3D打印机是由荷兰公司Admatec设计的。Admaflex 130于2018年推出,是一款采用DLP技术打印陶瓷的3D打印机。它配备了96×54×120毫米的构建板,最小层宽为0.03毫米,XY精度为0.05毫米。这款陶瓷3D打印机总重300公斤,非常适合生产需要复杂几何形状和精细表面的功能性和美观零件。该荷兰公司自豪地宣称其打印机的生产能力,例如每小时打印300层材料等数据。
图片来源:Admatec
Desktop Metal的X1 160PRO
X1 160PRO是一台工业级机器,最初属于ExOne,自2021年ExOne被Desktop Metal收购后,现在归属于Desktop Metal品牌。该打印机的构建体积为800 x 500 x 400毫米,采用粘结剂喷射技术,因此它是全球最大的粘结剂喷射式3D打印机,可用于生产金属、陶瓷或复合材料零件,根据Desktop Metal的说法。作为X系列中最大的一款,它可能以其金属3D打印的功能而闻名,但在陶瓷方面同样表现出色,可以制造高密度和重复性的零件。除了其宽敞的构建体积外,它还可以以30到200微米的层厚,在每小时高达10,000立方厘米的速度下进行打印。
图片来源:Desktop Metal
Lithoz的CeraMax Vario V900
CeraMax Vario 900 3D 打印机来自 Lithoz,是第一款能够从氧化和非氧化陶瓷材料中生产大型、壁厚厚实的零部件的打印机。它还能够以全密度处理碳化硅等深色陶瓷材料。该打印机基于 Lithoz 的新型 LIS 技术,可以使用含有极低有机粘结剂的工业水基悬浮液进行增材制造。CeraMax Vario 900 还具有存储和管理所有过程数据的功能,确保打印作业的无缝文档记录。通过实时远程视频传输,可以监控打印过程。在下面的视频中了解更多信息。
来自 Lynxter 的 S600D 陶瓷 3D 打印机
ynxter是一家法国制造商,生产专业机器,兼容多种材料,包括陶瓷。在其解决方案中,有一款名为S600D的3D打印机,可以快速轻松地更换工具头,因此可以扩大使用范围。例如,PAS11适用于陶瓷,更具体地说是陶瓷浆料。S600D提供了一个打印体积,直径390毫米x 600毫米,兼容氧化铝、陶瓷、瓷器、氧化锆和角闪石。工具头配备了微量泵,以确保糊状材料的定量,并保证打印质量。Lynxter还提供了自己的陶瓷,装在55毫升的注射器中。
左边是S600D 3D打印机,右边是PAS11工具头(图片来源:Lynxter)
Pollen的Pam o2 MC
Pollen公司的PAM MC系列能够提供多功能的陶瓷3D打印机,可以处理各种工业材料,用于制造功能性零件。这些3D打印机使用挤出和颗粒。具体来说,Pam o2 MC打印机尺寸为834 x 834 x 925毫米,打印速度为160毫米/秒,打印体积为300 x 300毫米。该机是通过功率电子学和加固的轻型结构的发展而成,以确保易于使用,同时提供高速打印质量和专业结果。
图片来源:Pollen AM
Prodways的ProMaker LF10
ProMaker LF10是由法国制造商Prodways设计的工业3D打印机。它可以加工高粘度材料,非常适合生产陶瓷零件。该机采用Prodway的DLP MOVINGLight®技术,确保高精度和快速生产:具有高达30µ的分辨率和150mW/cm²的功率输出,即使处理最苛刻的陶瓷材料也可以胜任。相对较大的打印区域尺寸为300 x 445 x 200毫米。此外,365nm的波长确保充分控制固化过程,减小了光散射效应的风险,从而实现了精细的细节和高质量的零件。
图片来源:Prodways
VX1000的Voxeljet
VX1000是由德国制造商Voxeljet开发的,以其工业级机器而闻名。 该机器使用Binder Jetting技术以陶瓷材料,砂和一些聚合物(如聚甲基丙烯酸酯)制造。 VX1000是一台专业用于模具和小批量生产的工业打印机,也可用于研究,因为它可以制造多种材料。 它的打印体积为1000×600×500毫米,可以达到80-300微米的层厚。
图片来源:Voxeljet
XJet的Carmel 1400C陶瓷3D打印机
下一个位于我们陶瓷3D打印机列表中的机器有些不同。这款来自XJet的系统使用了该公司专利的纳米颗粒喷射(NPJ)技术,这是一种材料喷射技术。它的工作原理是将纳米颗粒(可以是陶瓷或金属)的墨水直接喷射到构建平台上,同时使用可溶性支撑材料(可以安全地用水冲洗掉)。这使得可以制造具有高度复杂几何形状的高质量最终零件,几乎没有环境废物。Carmel 1400C是该公司的陶瓷解决方案,具有500 x 140毫米(19.7 x 5.5英寸)的建造体积,7-10微米的层厚,以及每小时高达0.7毫米的建造速度。它与锆石和氧化铝等技术陶瓷兼容,即使在打印后也能保持其强度和密度,用于制造坚固和精确的最终零件。
查看XJet Carmel 1400C陶瓷3D打印机内部(图片来源:XJet)
桌面陶瓷3D打印机
3D Potter公司的3D PotterBot Micro 10
3D Potter是一家美国制造商,专注于使用材料沉积技术打印陶瓷材料。据制造商称,他们的陶瓷3D打印机系列是市场上唯一允许使用真正黏土进行制造的产品。Micro 10是一款入门级的陶瓷3D打印机,非常适合课堂教学或对陶瓷3D打印技术感兴趣的艺术家。Micro 10配备了一个容量为1,000毫升的挤出器,具有高达1英尺的打印空间。尽管是该公司最小的陶瓷打印机,但它能够以较高的速度进行打印,其紧凑的设计非常适合放置在任何空间。
图片来源:3D Potter
Eazao的Matrix M700
Eazao 是一家中国的 3D 打印机制造商。他们生产了一系列陶瓷 3D 打印机,名为 Matrix,可以用于创建各种陶瓷结构,如原创花瓶、装饰性墙板和雕塑等。Matrix 系列包括三个型号:M500、M600 和 M700。它们在尺寸上有所不同,Matrix M700 是其中最大的,尺寸为 900 x 1200 x 1100 毫米。其最大打印体积为 500 x 500 x 700 毫米,层分辨率在 0.4 到 1 毫米之间。喷嘴直径为 1.5 毫米。此外,Matrix M700 能够以最低 10 到 40 毫米/秒的速度打印多种材料,如瓷和陶土。它采用了直接喷墨(DIW)技术。该打印机还可以连接到彩色触摸屏,并配备了 USB 和 SD 卡的连接接口。Matrix 系列兼容 Linux、Windows 和 Mac 操作系统,支持 Cura 切片软件、SLic3r、Simplify3D 等,以及 STL、OBJ 和其他输入格式。
Tethon 3D的The Bison 1000 Ceramic 3D Printer
Tethon 3D的DLP Bison 1000打印机以精度、可靠性和质量闻名,特别适用于太空和国防应用。在这些领域使用该打印机进行教育目的的机构甚至可以享受价格优惠,尽管在Tethon的官方网站上,该打印机的价格为19,950美元。Bison 1000具有开放式材料系统,因此与来自不同制造商的广泛材料兼容。这使用户可以尝试不同的陶瓷材料并调整自己的设置。打印板尺寸为110 x 60 x 138毫米,层厚可在25、50和100微米之间选择。相机和应用程序还可以实现对打印机的远程控制和打印过程的监控。还包括特定的Tethonware软件。
图片来源:Tethon 3D
Vorm Vrij的The LUTUM Series
LUTUM系列陶瓷3D打印机是由荷兰制造商VormVrij提供的。这些台式机器设计耐用且易于维护。该系列的最新型号是LUTUM 4 M和5 M,尽管还提供其他型号。LUTUM 5 M的前身是LUTUM 5,这是一款3D打印机,配有32位操作系统、7英寸触摸屏、wifi连接和32 GB内存。它配备了两个挤出机,可以依次使用不同的陶瓷类型和颜色,或者并行使用以增加产量和打印速度。此外,不锈钢V10挤出机可以在长时间运行期间连续打印,因此您可以加载文件并让打印机连续运行数小时。LUTUM 5是该品牌最大的机器之一,其打印体积略小于LUTUM 4.6(95升与100升)。
LUTUM 5(左)和LUTUM 4(右)是VormVrij的LUTUM系列的一部分(图片来源VormVrij)。
WASP的Delta WASP 40100 Clay
意大利著名制造商WASP的解决方案之一是Delta WASP 40100 Clay,这是一款桌面尺寸的陶瓷3D打印机,具有特殊功能。打印是直接在所需的表面上进行的,例如地板。因此,基本上没有打印平台。这具有绕过必要的等待干燥时间的优势。还提供了一个XL挤出机,使打印机能够在较短的时间内创建更大的打印品。它兼容各种材料,如瓷器、石材、耐火材料和陶土。该打印机还可以搭配专业的陶土套件,包括陶土挤出机和LDM WASP挤出机3.0。这适用于所有密封性良好的陶瓷材料。
图片来源:WASP