科创中国
基于DLP技术的高精度陶瓷3D打印机
发布时间: 2022-07-18
基本信息
合作方式：
技术服务
成果类型：
发明专利,新技术
行业领域：
高新技术改造传统产业,高端装备制造产业,先进制造技术,增材制造装备
成果介绍
该成果针对目前陶瓷3D打印技术普遍不成熟，形精度差，陶瓷制品精密度低等问题，采用先进的产品创造机制一v模型研究方法，开发了一种高精度陶瓷打印技术和打印设备，通过多次曝光技术，实现高精度DLP技术3D树脂打印，将多次曝光技术应用于陶瓷混合浆料，实现高致密度、高精度陶瓷3D打印，并采用特种工艺，保证控制陶瓷烧结后致密度和烧结质量，产品在打印精度、分辨率、打印速度、成形面积，性能参数具有国内领先技术水平，各项指标达到世界唯一商用化Lithoz设备的水准甚至超过，打破国外垄断。具体指标如下：（1）打印机尺寸：180x120x80cm（2）净构建尺寸：96x54x200 mm（3）成层厚度：25μm（4）精度：50μm（5）成型速度：6 mm/h
成果亮点
（1）提出多次曝光技术，实现高精度DLP技术3D树脂打印。采用多次曝光技术，对图案边缘、上下层重叠部分进行重点处理，对抗光敏树脂在固化过程中的收缩和卷曲等问题；以此，实现基于DLP技术的高精度3D 打印，精度可达XY方向50微米/点、Z方向25微米/层。
（2）将多次曝光技术应用于陶瓷混合浆料，实现高致密度、高精度陶瓷3D打印。将上述算法用于打印陶瓷粉末与液态树脂混合浆料，该浆料兼具陶瓷和树脂的特点，在紫外光照射下可固化，粘度高，固相含量高（体积比可达60%），通过优化该3D打印过程使其支持上述新型陶瓷材料，实现高精度成形（其打印精度同上）。
（3）采用特种工艺，保证控制陶瓷烧结后致密度和烧结质量。通过特定的配比以及沉降和稳定性控制机制，保证浆料的稳定成形，通过特定烧结工艺曲线保证成形的最终的质量，经过高温加工处理的模型将致密度可达99%。
团队介绍
团队带头人沈震，清华大学博士毕业，中国科学院自动化研究所副研究员，带领团队研制出基于DLP技术的高精度陶瓷3D打印机，其他核心成员沈震、张迎春、李培杰、吕志刚、王庆等均为高级科研人员，主要研究领域集中在增材制造、金属/陶瓷加工、陶瓷3D打印、电子/软件开发等，均承担过国家级科研课题，团队成员共累计主持过项目 65 项，支持金额超过 1 亿元，其中包括 863、973 等多项，航空发动机关键部件的复杂型芯 3D 打印项目（涉密）、波音公司委托等多项项目，申请专利 102项，其中发明专利 87 项，授权专利88 项，其中发明专利 74 项，主持制定过 3 项标准，发表论文 770 余篇，其中 SCI 论文 100 余篇，获得国家发明奖一等奖、航空航天工业部科技进步奖、美国联合技术公司研究中心杰出成就奖（为该世界 500 强企业最高奖）等 10 余项奖励。
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：“科创中国“智能装备与新材料产业科技服务团 (中国发明协会) 评价时间：2022-08-12
陈张伟
广东累层科技发展有限公司
技术顾问
综合评价
该成果针对目前陶瓷3D打印技术普遍不成熟，形精度差，陶瓷制品精密度低等问题，采用先进的产品创造机制一v模型研究方法，开发了一种高精度陶瓷打印技术和打印设备，通过多次曝光技术，实现高精度DLP技术3D树脂打印，将多次曝光技术应用于陶瓷混合浆料，实现高致密度、高精度陶瓷3D打印，并采用特种工艺，保证控制陶瓷烧结后致密度和烧结质量，实现了相关产品的工程化，取得了一些社会经济效益，具有较好的应用前景和推广价值。
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