Formlabs 荣幸地宣布推出首款用于立体光刻 (SLA) 3D 打印机的技术陶瓷 3D 打印材料 Alumina 4N Resin（氧化铝 4N 树脂），该材料兼具可及性、经济性和高性能。
如今，用户首次可以借助纯度为 99.99% 的氧化铝材料，充分发挥 3D 打印工作流程的灵活性和设计自由度，为直观易用、经济高效的陶瓷 3D 打印部件制造流程开启新机遇。
“通过提供低成本的生产设备，Formlabs 揭开了陶瓷增材制造的新篇章。该打印机易于使用，同时结合直观的软件解决方案和大成型体积（特别是考虑到打印机的紧凑外形），使 Formlabs 生态圈与希望直接打印陶瓷部件的企业完美契合。”
Malte Hartmann 博士，博世陶瓷 Grow Platform GmbH 开发工程师博世陶瓷是公认的开发合作伙伴，可为客户提供特定的陶瓷装配件、集成产品、陶瓷组件以及各种复杂程度的小批量和大批量生产。
无障碍技术陶瓷的新时代
Formlabs SLA 打印机为高性能 3D 打印增添了易用性、可靠性和经济性。随着新材料陆续发布，这些特质将扩展到新的应用和行业，使我们的用户能够不断创新，突破极限。
Alumina 4N Resin 是首款高性能技术陶瓷，无论您是正在寻找经济实惠且直观易用的工作流程，还是目前正在使用 Form 3 系列桌面级打印机并希望扩展应用，陶瓷打印从此触手可及。
Alumina 4N Resin 具有 3D 打印领域中前所未有的极高耐热性。
为什么选择陶瓷 3D 打印？
降低生产成本，缩短周转时间
传统的陶瓷部件制造方法包括昂贵的粉浆浇注、冲压或注射成型工艺。这些工作流程通常外包给专业承包商，并需要专业设备和专业知识。对于陶瓷部件生产，由于只有在大批量生产时才具有成本效益，有小批量需求的工程师和制造商则受限于制造成本和工艺。
正如 3D 打印技术在许多其他材料和应用中所发挥的作用一样，它也为这些挑战提供了解决方案；Formlabs SLA 打印机使制造变得极具成本效益。
| 陶瓷制造方法 | 首个部件制造时间 | 单件成本 |
|---|---|---|
| 使用 Formlabs Alumina 4N Resin 进行 3D 打印 | 8－15 天 | 50－500 美元 |
| 使用其它陶瓷 3D 打印机进行 3D 打印 | 8－15 天 | 300－2500 美元 |
| 粉浆浇注 | 3 天－6 个月 | 50－2 万美元 |
| 冲压 | 2－12 个月 | 3 万－50 万美元 |
| 注射成型 | 3－15 个月 | 5 万－150 万美元 |
提高设计自由度
此外，这些传统制造工艺还存在严重的设计限制，也就是铸造和成型工作流程限制了设计自由度，因此难以制造悬垂结构、内部通道、晶格结构等。
3D 打印具有设计灵活性，可以为航空航天和汽车等需要高耐热性和耐化学腐蚀性的行业带来新的创新机会。在这些应用中，即使是最细微的设计变更也能改善空气或流体的流动，但对于陶瓷部件来说，这些变更往往受限于传统方法的设计约束。3D 打印技术使生产可在极端环境下使用的技术陶瓷部件成为可能，便于确定最佳设计，并实现这些无法成型或铸造的复杂特征。
使用 Alumina 4N Resin 3D 打印的磨盘和磨芯。
测试人员的评价
多位 Alumina 4N Resin 用户对该材料在陶瓷增材制造领域取得的成功给予了高度评价：
美国空军研究实验室
美国空军研究实验室的材料与制造局为飞机、航天器、导弹、火箭和地面系统的结构、电子和光学组件开发材料、工艺和先进制造技术。美国空军产品中心、后勤中心和作战司令部依靠该机构在材料、无损检测、系统支持和先进制造方法方面的专业知识来解决系统、远征部署和作战方面的难题。
“我们将 Alumina 4N Resin 和 Form 3 用于涡轮发动机部件的快速原型制造和材料研究，以及传统陶瓷制造工艺几乎无法制造的部件。该组合能够以极低的成本快速完成设计迭代，无需制造价格昂贵的模具。此外，我们还将二者用于制造烧结炉的定制固定装置。其中一种固定装置在烧结过程中以特定方式在炉中固定陶瓷基复合材料试样。另一个应用案例是制造具有特定尺寸的坩埚，用于在热脱脂和烧结过程中存放粉末和部件。Alumina 4N Resin 非常易于使用，并且能够与我们的工作流程无缝衔接。它可满足市场需求，使用门槛不高，使我们能够快速迭代设计并以相对较低的成本生产部件。”
Benjamin Lam 先生，美国空军研究实验室材料研究工程师
阿特拉斯·科普柯（英国）
阿特拉斯·科普柯（英国）是一家总部位于英国的海军/海洋电子和系统企业。他们在水声、传感器工程和信息技术领域具备深厚的专业知识，是全球众多海军和民用客户的首选供应商。
“Formlabs公司提供的这种新型陶瓷材料有助于我们转而使用增材制造技术生产现有部件。 图中的散热器虽然‘形状简单’，但周转时间却长达 3 周，而我们能将其缩短到数天。此外，在另一项应用中，我们也享有完全的设计自由，可协助我们的研发部门为更复杂的耐磨性和电气性能问题提供最佳解决方案。”
Kieran Smith，阿特拉斯·科普柯英国有限公司生产技术员
3D 打印陶瓷部件的应用
技术陶瓷常用于任何需要极高耐热性、耐化学腐蚀性或抗静电性能的行业，例如：
- 高压应用
- 热防护部件
- 用于金属铸造的铸造工具
- 定制铸造工具和窑具
- 需要耐热性、耐化学腐蚀性或抗静电性能的功能性工程原型
| 机械性能 | 烧结部件（公制） | 方法 |
|---|---|---|
| 高温弯曲强度 (1270°C) | 250MPa | ASTM C-1211 |
| 纯度 [%] | 99.99 | - |
| 相对密度 | 98.60% | ASTM C-373 |
| CTE（热膨胀系数） | 5ppm/K | ASTM E-228 |
| 最高工作温度 | 1500°C | - |
| 拉伸模量 | 380GPa | ASTM C-1259 |
作为一种高温绝缘材料，陶瓷是电气测试以及隔离器、连接器外壳和盖板、接线端子、火花塞绝缘体、电气安装和绝缘外壳或管道等部件的理想材料。对于工程公司和制造商来说，获得一种可以定制、测试和低成本小批量部署的技术陶瓷，有利于轻松经济地进行技术转换。
使用 Alumina 4N Resin 制作传统铸造和浇铸工艺中的制造辅助工具，是提高效率和节约成本的另一种方法。尽管传统制造物品的形状、尺寸和形态多种多样，但烧结炉、窑炉和其他设备却未曾改变。使用 Alumina 4N Resin 可以轻松设计和打印定制夹具、固定装置、窑具、挂钩、吊架等，以便将更多部件放入烧结炉，优化空间和时间，并提高烧制结果的一致性。
对于工程研究而言，无需巨额投资和繁琐程序的技术陶瓷工作流程可以为能源效率、航空航天、交通运输、化学品处理等领域的创新奠定基础。拥有更快速经济地生产设备或工具等陶瓷部件的能力，将使工程师在开发可以改变目前行业运营方式的产品和工艺方面抢占先机。
通过使用 Alumina 4N Resin 打印的筛子倾倒金属。
如何使用 Alumina 4N Resin 3D 打印陶瓷部件
将 Alumina 4N Resin 与 Formlabs SLA 打印机的直观工作流程相结合，可以为生产高性能陶瓷部件创造一种全新方法，而在此之前，只能通过昂贵的外包或具有复杂工作流程且价格高出 10 倍以上的（专用）陶瓷 3D 打印机来生产这种部件。
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3D 打印：Alumina 4N Resin 可在 Form 3/B/+ 打印机上以 50 微米层厚设置打印。由于具有较高的原始强度，需要使用较薄的部件移除工具（如刀片）才能将其从 Stainless Steel Build Platform（不锈钢构建平台）上移除。
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清洗：将部件从平台上取下后，使用所需的 Ceramic Wash Solution（陶瓷清洗溶剂）清洗部件，其中包括湿打磨支撑结构。该溶剂可用于 Finish Kit 清洗桶或 Form Wash。
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脱脂和烧结：在烧结炉中完全干燥部件之前，用压缩空气清除多余的溶剂。将部件移至脱脂炉，然后在烧结炉中烧结，以完成流程的最后一步。为了获得最佳的材料性能，请严格按照此处的烧结时间表说明进行操作。
使用 Alumina 4N Resin 打印的部件需要在热窑中烧结。
通向陶瓷工程未来的桥梁
人类使用陶瓷部件和产品已有数千年历史，但相关工艺几乎没有变化。现代工业依赖陶瓷的高耐热性、抗静电性和耐化学腐蚀性，但其发展却受限于粉浆浇注、冲压或成型。虽然经实践证明，一些陶瓷 3D 打印机能够制造陶瓷部件，但由于其高昂成本和复杂性，这些工作流程对许多人来说都是遥不可及的。
借助 Formlabs 为许多其他工作流程提供的效率、易用性和经济性，Alumina 4N Resin 改变了制造技术陶瓷部件的方式。这种全新的高纯度技术陶瓷 3D 打印材料可以将 3D 打印的优势与高性能材料的精华融为一体，为各行各业带来更多可能性。
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