陶瓷材料因其優(yōu)異的耐高溫性、耐腐蝕性以及良好的化學(xué)穩(wěn)定性，在機(jī)械工程、化學(xué)工業(yè)、電子通訊以及生物醫(yī)療等多個(gè)領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。然而，傳統(tǒng)的陶瓷加工方法，如注射成型、干壓成型、凝膠注射成型等，對(duì)模具的依賴度較高，難以滿足集成化、復(fù)雜化和精密化陶瓷制品快速制造的需求。與傳統(tǒng)的陶瓷加工技術(shù)相比，陶瓷增材制造技術(shù)打破了傳統(tǒng)陶瓷加工過(guò)度依賴模具的局限，無(wú)需模具即可快速生產(chǎn)出個(gè)性化的陶瓷產(chǎn)品，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自由度高，并被認(rèn)為是構(gòu)成工業(yè)4.0的眾多創(chuàng)新性技術(shù)之一。
根據(jù)Global Market Insights 2024年8月發(fā)布的市場(chǎng)研究報(bào)告，2023年陶瓷3D打印市場(chǎng)價(jià)值為6170萬(wàn)美元，預(yù)計(jì)到2032年將達(dá)到3.65億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率為11.5%，這一數(shù)據(jù)表明，陶瓷3D打印市場(chǎng)雖然目前仍屬于一個(gè)利基市場(chǎng)，但其增長(zhǎng)潛力巨大，未來(lái)發(fā)展前景廣闊。
如今，在以高水平創(chuàng)新為驅(qū)動(dòng)力，加速培育新型生產(chǎn)力的戰(zhàn)略背景下，摩方精密公司積極響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，不斷深化科技創(chuàng)新，致力于新材料的研發(fā)與應(yīng)用邊界的拓展，加快增材制造技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化步伐，為我國(guó)制造業(yè)的升級(jí)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。
近年來(lái)，摩方精密在材料科學(xué)領(lǐng)域取得了顯著成就，連續(xù)推出了包括氧化鋁、氧化鋯以及聚合物SiOC陶瓷前驅(qū)體等多種自主研發(fā)的新型陶瓷材料。這些材料不僅豐富了市場(chǎng)選擇，提升了產(chǎn)品的性能指標(biāo)，而且在航空航天、生物醫(yī)療、電子通信等高精尖領(lǐng)域展現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用前景。
超高打印精度、優(yōu)秀的比強(qiáng)度、高陶瓷產(chǎn)率以及復(fù)雜高精度零部件的可加工性能，加之摩方精密微納3D打印技術(shù)所具有的均勻性高、內(nèi)應(yīng)力低、精度高的陶瓷生坯件制備能力，共同極大地推動(dòng)了陶瓷材料在工程領(lǐng)域和惡劣環(huán)境中的廣泛應(yīng)用。
5G毫米波通訊技術(shù)的到來(lái)促使基站濾波器朝著小型化、輕量化、形狀復(fù)雜化和低介電損耗化方向發(fā)展。為了兼顧濾波器尺寸和形狀設(shè)計(jì)的需要，具有適中介電常數(shù)、超低介電損耗和近零諧振頻率溫度系數(shù)的微波介質(zhì)陶瓷已經(jīng)成為毫米波通訊的選擇。
中南大學(xué)劉紹軍課題組和河北工業(yè)大學(xué)胡寧團(tuán)隊(duì)的程立金老師通過(guò)摩方精密面投影微立體光刻(PμSL)技術(shù)(microArch® S240，精度：10 μm)成功制備了高性能高精度的Mg2TiO4微波陶瓷，并澄清了加工參數(shù)（激光功率、曝光時(shí)間和鋪層厚度）對(duì)加工精度和介電性能的影響，最終制備出品質(zhì)因子為142,000GHz的Mg2TiO4微波陶瓷。
PμSL 3D打印技術(shù)能夠定制化地打印出任意結(jié)構(gòu)且具有優(yōu)異介電性能的Mg2TiO4陶瓷。該技術(shù)能夠打印出圓柱和方柱陣列，以及濾波器基底結(jié)構(gòu)（其中圓柱的最小直徑為440 μm，層厚為40 μm）。打印出的陶瓷的品質(zhì)因素Q·f最大可達(dá)1.5×105 GHz（接近傳統(tǒng)干壓法成型的陶瓷值），介電常數(shù)εr最大為14.3。
在功能陶瓷的3D打印制備領(lǐng)域，該新型制備方法取得了重大突破，有效解決了多項(xiàng)技術(shù)難題。傳統(tǒng)3D打印功能陶瓷在成形過(guò)程中往往存在樣品精度不足、密度偏低以及介電性能不及傳統(tǒng)成形方法等缺陷，而該制備方法通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，成功克服了這些瓶頸問(wèn)題。
這一進(jìn)展為小型化、高性能濾波器的制造提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持，對(duì)于滿足5G/6G通信領(lǐng)域?qū)Ω咝阅転V波器的需求具有重要意義。
來(lái)自上海交通大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)，采用摩方精密microArch®S240（精度：10 μm）高精度3D打印設(shè)備，成功制備了生物活性玻璃支架。
該支架通過(guò)特殊工藝，有助于氧化石墨烯（GO）穩(wěn)定且均勻地固定在其表面。在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)在支架上接種并培養(yǎng)了骨髓干細(xì)胞、靜脈細(xì)胞和細(xì)胞因子，隨后將其移植入小鼠體內(nèi)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，該支架能有效促進(jìn)毛細(xì)血管和骨組織的生成，其中BG/0.5%GO支架在促進(jìn)骨再生方面的效果優(yōu)于純生物活性玻璃（BG）支架。
此項(xiàng)研究成功實(shí)現(xiàn)了骨組織的再生，為臨床骨缺損治療提供了新的思路和方法。基于其優(yōu)異的性能表現(xiàn)，該支架有望在未來(lái)的臨床實(shí)踐中用于治療骨缺損，為患者帶來(lái)更為有效的治療方案。
此外，摩方精密在齒科修復(fù)領(lǐng)域的一項(xiàng)突破性終端應(yīng)用成果為“極薄強(qiáng)韌牙齒貼面"，該貼面是厚度可達(dá)40 μm，這一技術(shù)進(jìn)步標(biāo)志著義齒修復(fù)技術(shù)從傳統(tǒng)的“有創(chuàng)"治療向“無(wú)創(chuàng)"治療的重大轉(zhuǎn)變，極大地提升了齒科修復(fù)治療的技術(shù)水平和服務(wù)質(zhì)量。
值得一提的是，摩方精密的這一創(chuàng)新成果已獲得國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃重點(diǎn)專項(xiàng)項(xiàng)目的立項(xiàng)支持，項(xiàng)目名為“極薄強(qiáng)韌陶瓷義齒微立體光固化增材制造技術(shù)與裝備"。通過(guò)此項(xiàng)目的實(shí)施，摩方精密將進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新，加強(qiáng)臨床研究與實(shí)踐的結(jié)合，為齒科修復(fù)領(lǐng)域提供更為先進(jìn)、高效、精準(zhǔn)的解決方案，從而不斷提升我國(guó)口腔醫(yī)療服務(wù)的整體水平，為人民群眾的口腔健康貢獻(xiàn)力量。
在當(dāng)前先進(jìn)陶瓷制造領(lǐng)域，增材制造技術(shù)已成為潛力的關(guān)鍵發(fā)展方向之一，以其特別的精細(xì)成型能力為陶瓷零部件的生產(chǎn)帶來(lái)了革命性的新機(jī)遇。該技術(shù)不僅提高了產(chǎn)品的精度和復(fù)雜性，同時(shí)也優(yōu)化了材料的使用效率。展望未來(lái)，伴隨技術(shù)的深入研發(fā)和成本的逐步降低，陶瓷增材制造技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域預(yù)期將顯著拓寬，這將極大地促進(jìn)市場(chǎng)潛力的釋放和產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴(kuò)展。
在此背景下，摩方精密將持續(xù)致力于推動(dòng)材料科學(xué)的邊界擴(kuò)展和技術(shù)創(chuàng)新，為機(jī)械工程、通訊工程、航空航天、生物醫(yī)療領(lǐng)域全新的設(shè)計(jì)自由度和性能提升，以實(shí)現(xiàn)更高效、更精細(xì)、更具成本效益的陶瓷零部件制造。
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