深度专访：Lithoz CEO Dr. Johannes Homa 解读陶瓷 3D 打印未来

陶瓷 3D 打印仍是相对较新的增材制造技术。然而尽管新颖，陶瓷 3D 打印正渗透进许多行业，从医疗牙科到航空航天和奢侈品。

‍

‍

目前仅有寥寥几家公司开发陶瓷 3D 打印技术。奥地利制造商 Lithoz 便是其中之一。我们采访了 Lithoz CEO 兼创始人 Dr. Johannes Homa，探讨陶瓷 3D 打印现状、激动人心的应用，及 3D 打印作为数字制造技术的优势。

‍

能否介绍一下 Lithoz 和公司使命？

‍

‍Lithoz 是高性能陶瓷 3D 打印技术提供商，即我们开发并销售用于陶瓷 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。除技术开发外，我们也在应用开发领域支持客户。增材制造社区和陶瓷行业都不习惯陶瓷 3D 打印。我们尽力支持双方。

‍

你是如何创立 Lithoz 的？

‍

‍技术在维也纳理工大学开发，2006 年起与牙科公司 Ivoclar Vivadent AG 合作。2010 年我们实现突破：能用与传统成型技术相同材料性能 3D 打印陶瓷。此里程碑鼓励我们分拆成立 Lithoz，作为高性能陶瓷 3D 打印公司。

‍

能否详细阐述 Lithoz 开发的技术？

‍

‍

我们技术基于光聚合工艺，与传统立体光刻非常相似。区别在于我们技术中，陶瓷颗粒分散在光敏树脂中。打印过程中，该复合材料经光固化，层层叠加。我们 3D 打印机出来的零件叫绿胚，意即非成品。绿胚须经热处理，在专用炉烘烤。专业术语称脱脂和烧结以达成陶瓷零件所需性能。脱脂时烧掉粘结剂，再烧结陶瓷至全密度。零件会收缩，但这是陶瓷成型工艺的正常现象。

‍

能否分享一些用你们技术实现的应用案例？

‍

‍

我们活跃在三个不同行业。首是医疗，有可吸收和非吸收植入体及医疗器械。如可吸收植入体 2017 年起投入使用。非吸收植入体具有生物惰性，即不与人体反应。此外陶瓷导热性较低。所以陶瓷植入体比金属的另一优势是：人在直射阳光下或洗热水澡时不感到疼痛。第三医疗应用是医疗器械，需要陶瓷的隔离、非磁性能。陶瓷因生物惰性、不引发金属或塑料可能导致的过敏反应，非常适合医疗行业。另一聚焦领域是涡轮叶片铸造芯。涡轮叶片内部有冷却系统，运行时降温。随提高效率提高温度趋势，此类冷却系统设计日益复杂。复杂程度意味着注塑成型不再可行，需要新制造方法生产。增材制造被证明是这些芯的理想解决方案。另一聚焦是技术陶瓷。这些先进陶瓷材料用于一切，从卫星部件如镜架、射频组件，到机械工程零件如纺织机械、半导体机械。意味着我们技术应用范围广泛，含奢侈品。

‍

这技术也能用于金属吗？

‍好问题。我们理念是适配技术于粉末，而非反之。意味着我们成功适配技术于金属。非常成功，甚至分拆出一家公司。现有公司叫 Incus，用光聚合法做金属 3D 打印。此技术能达高分辨率、良好力学性能和高精度，制造可比金属注塑成型零件的部件。

‍

陶瓷 3D 打印在技术理解方面的现状如何？

‍陶瓷 3D 打印是 3D 打印中最年轻技术之一，知识库尚未充分建立。话虽如此，就今天我收到客户邮件，其与 C 级高管开会，高管惊讶地发现其公司 3D 打印陶瓷零件潜力大于金属零件。

‍

我们看到许多应用，但陶瓷增材制造在 3D 打印行业尚不太知名。这正在改变。人们看到塑料和金属有局限，可由陶瓷克服。

‍

如何建议一家探索陶瓷 3D 打印或 3D 打印潜力、但不知从何开始采纳技术的公司？

‍这很难，因为商业案例通常不摆在桌面上。最容易起步的是探索 3D 打印做原型。这让你开始学习技术。然后你会与客户交谈、审视产品组合，识别哪些零件适合 3D 打印。最大挑战是找到适合增材生产的零件。从设计视角，该零件应极复杂、理想情况下无法用其他技术生产。一旦找到，你就有竞争优势。总结：你找的不只是触手可及的低垂果实，而是公司里建立的一个项目。且应自上而下而非自下而上。起初很难看到增材制造全部潜力。任何采纳 3D 打印的公司都须投入精力挖掘此潜力。但一旦找到合适用例，会为你打开许多门。

‍

3D 打印陶瓷涉及哪些挑战？

‍我们常面临一问题：人们想 3D 打印在传统成型技术中已成熟的零件。结果惊讶于增材制造在大多数情况下比传统技术更贵。需理解：用 3D 打印复制传统制造零件，在大多数情况下不会让它更便宜。另一挑战：我们不能用增材制造克服材料科学问题。增材制造只是成型技术。不解决烧结问题，而烧结是陶瓷加工强制步骤。例如，多材料陶瓷零件 3D 打印容易。但随后共烧结这些材料会很有挑战。我认为此类考量有时被低估。

‍

SmarTech Analysis 近期报告称陶瓷 3D 打印增长将主要由终端零件生产驱动。你怎么看？

‍

‍

完全同意。10 年前起步时，没人有高性能陶瓷 3D 打印概念。现在看到如此多应用，甚至我们未预料到。我坚信陶瓷是未来材料，我们才刚开始这旅程。过去 10 年，我们不得不展示和证明 3D 打印陶瓷也可能，现在人们开始利用这技术。

‍

我也认为人们开始意识到，数字技术如增材制造，可凭借技术实现的数字库存成为封锁期的解决方案。

‍

能否详细阐述数字技术和 3D 打印如何支持企业？

‍新冠危机期间，某些供应商被封锁。如注塑成型，供应商有模具，想再生产零件，正常环境下找供应商让他多造些。但新冠让全球供应链更脆弱、破碎。许多公司无法联系供应商或供应商无法生产。另一方面，增材制造唯一用的工具是机器本身。机器可在欧洲、美国、亚洲、基本任何地方，只需传输数据给机器即刻打印，无需任何模具。当然需为增材制造合格零件，但总体上技术给你更大灵活性。另一点：增材制造的数字化本质让你能将设计文件存虚拟仓库而非实体库存，按需打印。

‍

你如何看待未来几年陶瓷 3D 打印的演进？

‍我认为前景巨大。话虽如此，与其他增材技术不同，陶瓷增材制造从一开始就须满足高质量零件要求。因为若需陶瓷零件，即使只是原型，也必须具备与传统制造相同的材料性能。那是因为你会在恶劣环境用它，如高温或腐蚀环境。若想要视觉原型，不会用陶瓷，会用塑料。陶瓷增材制造始终要功能性原型，所以从一开始我们就在做单件生产。

‍

Lithoz 来年有何规划？

‍我们看到疫情对业务有两种不同后果。首先，一小部分客户暂停增材制造、专注他事。另一群，更多公司现在更深入研究增材制造，因数字生产技术优势如数字仓储、稳定供应链可能性。虽当前局势对世界经济不利，但我看到公司现在意识到增材制造潜力，因为人们开始不同思考、将数字生产技术视为克服这些问题的手段。对 Lithoz，我们不认为这危机会大幅影响营收销售。未来对我们非常光明。我们有许多进行中项目目前不可披露。它们将在未来浮现，人们会对陶瓷 3D 打印已可能之事大吃一惊。