专家访谈：Lithoz 的 CEO Johannes Homa 博士谈陶瓷 3D 打印的现状

陶瓷 3D 打印仍然是一种相对较新的增材制造技术。然而，尽管陶瓷 3D 打印很新颖，但它正在进入许多行业，从医疗和牙科，到航空航天和奢侈品。

目前，只有少数公司在开发陶瓷3D打印技术。其中一家公司是奥地利制造商 Lithoz。

我们采访了 Lithoz 的首席执行官兼创始人 Johannes Homa 博士，讨论了陶瓷 3D 打印的现状、其一些令人兴奋的应用以及 3D 打印作为数字制造技术的优势。

您能否向我们介绍一下 Lithoz 以及您作为一家公司的使命？

Lithoz 是一家高性能陶瓷 3D 打印技术提供商，这意味着我们正在开发和销售用于 3D 打印陶瓷的机器、软件和材料。

我们显然是该领域的全球市场和技术领导者。

除了技术开发之外，我们还在应用程序开发领域为我们的客户提供支持。

无论是增材制造界还是陶瓷行业，都不习惯陶瓷3D打印。我们尽可能地支持双方。

你是怎么找到 Lithoz 的？

该技术于 2006 年在维也纳科技大学与牙科公司 Ivoclar Vivadent AG 合作开发。

然后在 2010 年，我们取得了突破：我们能够 3D 打印具有与传统成型技术相同的材料特性的陶瓷。这一里程碑鼓励我们将 Lithoz 作为一家高性能陶瓷 3D 打印公司。

你能稍微扩展一下 Lithoz 开发的技术吗？

我们的技术基于光聚合工艺，与传统的立体光刻技术非常相似。不同之处在于，使用我们的技术，陶瓷颗粒被分散到光敏树脂中。

在印刷过程中，这种复合材料通过光线逐层固化。从我们的 3D 打印机中出来的部分称为生坯，这意味着它还不是成品。

生坯必须经过热处理，包括在专门的烤箱中烘烤零件。在技​​术方面，我们对零件进行脱脂和烧结，以达到陶瓷零件所需的性能。

在脱脂过程中，您将粘合剂烧掉，然后将陶瓷烧结至全密度。零件会发生收缩，但这是陶瓷成型过程中的正常现象。

您能否分享一些使用您的技术实现的应用示例？

我们活跃于三个不同的行业。第一个是医疗，我们有可吸收和不可吸收的植入物和医疗器械。例如，可吸收植入物自 2017 年开始使用。另一方面，不可吸收植入物是生物惰性的，这意味着它们不会与人体发生反应。

另外，陶瓷的导热系数较低。因此，与金属植入物相比，陶瓷植入物的另一个好处是人们在阳光直射或洗热水澡时不会感到疼痛。

第三个医疗应用是医疗设备，您需要陶瓷的一些绝缘、非磁性特性。陶瓷是医疗行业的理想选择，因为它们是生物惰性的，不会引起过敏反应，金属或塑料可能就是这种情况。

我们关注的另一个领域是涡轮叶片的铸芯。涡轮叶片具有内部冷却系统，可在运行期间冷却叶片。随着通过提高温度来提高效率的趋势越来越大，这种冷却系统的设计变得更加复杂。

复杂程度意味着设计不能再注塑成型，需要一种新的制造方法来生产它们。增材制造证明是这些核心的理想解决方案。

我们的另一个重点领域是技术陶瓷。这些先进的陶瓷材料用于各种用途，从卫星部件（如镜架和射频部件）到机械工程部件（例如用于纺织机械和半导体机械）。

所以，这意味着我们的技术有广泛的应用，包括奢侈品。

这项技术也可以用于金属吗？

这是个好问题。

我们的理念是让我们的技术适应粉末，而不是相反。

因此，这意味着我们能够将我们的技术应用于金属。我们非常成功，甚至从公司中分拆出来。

现在有一家名为 Incus 的公司，它正在使用光聚合方法进行金属 3D 打印。通过这项技术，它可以实现高分辨率、良好的机械性能和高精度，使零件可与金属注射成型零件相媲美。

陶瓷3D打印在技术理解方面的现状如何？

陶瓷3D打印是3D打印中最年轻的技术之一，因此知识库还没有那么发达。

也就是说，就在今天，我收到了一位客户的电子邮件，他与他们的 C 级主管会面，他惊讶于他们公司 3D 打印陶瓷部件的潜力比金属部件更大.

我们看到有很多应用，但陶瓷增材制造在3D打印行业还没有那么出名。

不过，这种情况正在开始改变。人们已经看到塑料和金属存在局限性，而陶瓷可以克服这些局限性。

您如何建议一家正在研究陶瓷 3D 打印或 3D 打印潜力的公司更一般地说，但不知道在采用技术方面从哪里开始？

这是一个非常困难的问题，因为商业案例通常不在您的办公桌上。最简单的入门方法是探索原型的 3D 打印。通过这种方式，您可以开始学习该技术。

然后，您将开始与客户交谈并查看您的产品组合，以确定哪些部件对 3D 打印有意义。最大的挑战是找到适合增材生产的零件。从设计的角度来看，这部分应该非常复杂，理想情况下不能由其他技术生产。

一旦你找到了它，你就有了竞争优势。总而言之，这不仅仅是您正在寻找的简单的成果，而是您在公司中建立的一个项目。而且应该是自上而下，而不是自下而上。

一开始很难看到 AM 的全部潜力。任何采用 3D 打印的公司都必须付出一些努力来挖掘这种潜力。但是，一旦您找到合适的用例，它就会为您打开许多大门。

3D 打印陶瓷面临哪些挑战？

我们经常面临的一个问题是人们想要 3D 打印零件，这在传统成型技术中已经很成熟。因此，他们惊讶于增材制造往往比更传统的技术更昂贵。

需要了解的是，在大多数情况下，借助 3D 打印复制传统制造的零件并不会降低成本。

另一个挑战是，我们无法在增材制造的帮助下克服材料科学问题。 AM只是一种成型技术。它没有克服烧结问题，这对于陶瓷加工来说是强制性的。

例如，3D打印多材料陶瓷零件很容易。但是，对这些材料进行共烧结将是具有挑战性的。我认为这些考虑因素有时被低估了。

SmarTech Analysis 最近的一份报告 状态 陶瓷 3D 打印的增长将在很大程度上受到终端部件生产的推动。您对此有何看法？

我完全同意。当我们 10 年前开始时，没有人知道高性能陶瓷 3D 打印。现在我们看到了很多甚至我们都不知道的应用程序。

我坚信陶瓷是未来的材料，而我们才刚刚开始这个旅程。在过去的 10 年中，我们不得不展示并证明陶瓷也可以进行 3D 打印，现在人们开始利用这项技术。

我也认为人们在做什么现在开始意识到，数字技术（例如 AM）可以成为锁定的解决方案，这要归功于该技术可能的数字库存。

您能否详细介绍一下数字技术如何3D打印可以为企业提供支持吗？

在 COVID-19 危机期间，某些供应商已被封锁。例如，在注塑成型中，供应商拥有工具，如果您想再次生产零件，您可以去找您的供应商并要求他为您制造更多零件，他会在正常环境下这样做。

但是，COVID-19 的情况使全球供应链现在更加脆弱和中断。许多公司无法联系到他们的供应商，或者供应商无法生产零件。

另一方面，对于增材制造，您使用的唯一工具就是机器本身。机器可以在欧洲，或美国，在亚洲，基本上任何地方，您只需将数据传输到机器并立即打印零件，无需任何工具。

当然，您需要对零件进行增材制造，但总的来说，该技术为您提供了更大的灵活性。

另一点是，AM 的数字特性使您能够将设计文件存储在虚拟存储中，而不是物理库存中，并按需打印。

您如何看待未来几年陶瓷3D打印的演变？

我认为未来潜力巨大。也就是说，与其他 AM 技术相比，陶瓷 AM 从一开始就满足了高质量零件的要求。

因为如果您需要陶瓷零件，它必须具有与传统制造相同的材料特性，即使它只是一个原型。那是因为您会在恶劣的环境中使用它，例如高温或腐蚀性环境。

如果你想要一个视觉原型，你不会用陶瓷做，你会用塑料做。您总是希望使用陶瓷 AM 进行功能原型制作，因此从一开始我们就在进行批量生产。

Lithoz 的未来一年会怎样？

我们看到大流行对我们的业务产生了两种不同的后果。

首先，我们看到一小部分客户暂停了增材制造并专注于其他事情。

在另一组中，我们看到更多公司正在寻找由于数字生产技术的好处，例如数字仓储和稳定供应链的可能性，因此更多地进入了添加剂。

虽然当前的形势对世界经济不利，但我看到公司现在意识到增材制造的潜力，因为人们开始不同的思考，并考虑将数字生产技术作为克服这些问题的一种手段。

对于 Lithoz 来说，我们认为这场危机不会对我们的收入和销售产生重大影响。未来对我们来说是非常光明的。

我们有很多正在进行的项目，我们目前无法透露。它们将在未来出现，人们会对陶瓷 3D 打印已经实现的可能性感到非常惊讶。