Lithoz 首席执行官 Johannes Homa 博士关于陶瓷 3D 打印的未来的深刻访谈

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。

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Lithoz 首席执行官 Johannes Homa 博士

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目前，只有少数公司正在开发陶瓷3D打印技术。奥地利制造商 Lithoz 就是这样的公司之一。  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。

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‍您能给我们介绍一下 Lithoz 以及您作为一家公司的使命吗？

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‍ 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陶瓷 3D 打印的机器、软件和材料。我们显然是该领域的世界市场和技术领导者。除了技术开发之外，我们还在应用程序开发领域为客户提供支持。 AM 界和陶瓷行业都不习惯陶瓷 3D 打印。我们将尽力支持双方。

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‍您是如何创立 Lithoz 的？

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‍ 该技术是维也纳科技大学于 2006 年与牙科公司 Ivoclar Vivadent AG 合作开发的。然后在 2010 年，我们实现了突破：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 分拆为一家从事高性能陶瓷 3D 打印的公司。

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‍您能稍微介绍一下 Lithoz 开发的技术吗？

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Lithoz CeraFabS65 机器 [图片来源：Lithoz]

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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，我们的技术将陶瓷颗粒分散到光敏树脂中。在打印过程中，这种复合材料通过光逐层固化。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，其中包括在专门的烤箱中烘烤零件。用技术术语来说，我们对零件进行脱脂和烧结，以实现陶瓷零件所需的性能。在脱脂过程中，您会烧掉粘合剂，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。

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‍您能否分享一些利用您的技术实现的应用示例？

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使用 Lithoz 陶瓷 3D 打印技术 3D 打印医疗产品 [图片来源：Lithoz]

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我们活跃于三个不同的行业。第一个是医疗领域，我们有可吸收和不可吸收的植入物和医疗设备。例如，可吸收植入物自 2017 年以来一直在使用。另一方面，不可吸收植入物具有生物惰性，这意味着它们不会与人体发生反应。此外，陶瓷的导热率相当低。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。第三种医疗应用是医疗设备，您需要陶瓷具有一定的隔离、非磁性特性。陶瓷是医疗行业的理想选择，因为它们具有生物惰性，不会引起金属或塑料的过敏反应。我们关注的另一个领域是涡轮叶片的铸造型芯。涡轮叶片具有内部冷却系统，可在运行过程中冷却叶片。随着通过提高温度来提高效率的趋势不断增长，此类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，需要新的制造方法才能生产它们。事实证明，增材制造是这些核心的理想解决方案。我们关注的另一个领域是技术陶瓷。这些是先进的陶瓷材料，用途广泛，从卫星部件（如镜架和射频部件）到机械工程部件（如纺织机械和半导体机械）。因此，这意味着我们的技术有广泛的应用，包括奢侈品。

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‍这项技术也可以用于金属吗？

‍ 这是一个很好的问题。  我们的理念是，我们正在使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。利用该技术，可以实现高分辨率、良好的机械性能和高精度，使零件可与金属注塑零件相媲美。

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陶瓷 3D 打印技术的了解现状如何？

‍ 陶瓷3D打印是3D打印中最年轻的技术之一，因此知识库还不是很发达。也就是说，就在今天，我收到了一位客户发来的电子邮件，该客户与他们的 C 级高管进行了会面，他对他们公司 3D 打印陶瓷零件的潜力比金属零件更大感到惊讶。

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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广为人知。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。

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‍对于一家正在研究陶瓷 3D 打印或更广泛的 3D 打印潜力，但不知道从哪里开始采用该技术的公司，您有何建议？

‍ 这是一个非常困难的问题，因为业务案例通常并不就在您的办公桌上。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研究您的产品组合，以确定哪些零件适合 3D 打印。最大的挑战是找到适合增材生产的零件。从设计角度来看，这部分应该非常复杂，最好不能用其他技术生产。一旦你找到了它，你就拥有了竞争优势。总而言之，这不仅仅是您正在寻找的容易实现的目标，而且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。一开始可能很难看到增材制造的全部潜力。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。但是一旦您找到了合适的用例，它将为您打开许多扇门。

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‍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，而这在传统成型技术中已经很成熟。因此，他们对增材制造往往比传统技术更昂贵感到惊讶。需要理解的是，在大多数情况下，借助 3D 打印复制传统制造的零件并不会让其变得更便宜。另一个挑战是我们无法借助增材制造来克服材料科学问题。 AM只是一种成型技术。它没有克服陶瓷加工所必需的烧结问题。例如，可以轻松 3D 打印多材料陶瓷零件。但共烧结这些材料将具有挑战性。我认为这样的考虑有时被低估了。

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‍SmarTech Analysis 最近的一份报告 状态 陶瓷 3D 打印的增长将主要由最终零件生产推动。您对此有何看法？

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[图片来源：Lithoz]

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我完全同意。 10 年前我们刚起步时，没有人想到高性能陶瓷 3D 打印。现在我们看到了如此多的应用程序，甚至我们都没有意识到。我坚信陶瓷是未来的材料，而我们才刚刚开始这一旅程。在过去的 10 年里，我们必须展示并证明陶瓷 3D 打印也是可行的，现在人们开始利用这项技术。

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我还认为，人们现在开始意识到，数字技术（例如增材制造）可以成为锁定的解决方案，这要归功于该技术可能实现的数字库存。

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‍您能否详细介绍一下数字技术和 3D 打印如何为公司提供支持？

‍ 在 COVID-19 危机期间，某些供应商被封锁。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 COVID-19 的形势使得全球供应链现在变得更加脆弱和混乱。许多公司无法联系到供应商，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、美国、亚洲，基本上在任何地方，您所需要的只是将数据传输到机器并立即打印零件，无需任何工具。当然，您需要使零件符合增材制造的要求，但总的来说，该技术为您提供了更大的灵活性。另一点是，增材制造的数​​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，并按需打印它们。

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‍您如何看待未来几年陶瓷3D打印的发展？

‍ 我认为未来有很大的潜力。也就是说，与其他增材制造技术相比，陶瓷增材制造从一开始就必须满足高质量零件的要求。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。这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，你不会用陶瓷制作它，你会用塑料制作它。您总是希望使用陶瓷增材制造进行功能原型制作，因此从一开始我们就进行批量生产。

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‍未来一年 Lithoz 会发生什么？

‍ 我们看到这一流行病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，我们看到更多的公司现在更多地关注增材制造，因为数字化生产技术的好处，如数字仓储和稳定供应链的可能性。虽然目前的形势对世界经济不利，但我看到公司现在意识到了增材制造的潜力，因为人们开始以不同的方式思考，并将数字生产技术视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。我们的未来非常光明。我们有很多正在进行中的项目，但目前无法透露。它们将来会出现，人们会对陶瓷 3D 打印已经实现的功能感到非常惊讶。