中國(guó)粉體網(wǎng)訊 由于陶瓷材料固有的機(jī)械硬度和脆性，很難通過(guò)機(jī)械加工等減材方法成型，使得陶瓷3D打印技術(shù)越發(fā)誘人。該技術(shù)為生物醫(yī)用陶瓷材料的精加工提供了較好的技術(shù)手段。它設(shè)計(jì)靈活，可打印結(jié)構(gòu)高度復(fù)雜、精密的三維尺寸，且可以同時(shí)一次性構(gòu)建多個(gè)打印對(duì)象，顯著地提高了生產(chǎn)效率。
作為中國(guó)3D打印領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)，上海普利生三維科技有限公司（“普利生”）自2005年成立以來(lái)，便以“用工業(yè)化手段解決個(gè)性化問(wèn)題”為核心理念，深耕齒科數(shù)字化領(lǐng)域。通過(guò)普利生微納3D打印技術(shù)，可以制造出傳統(tǒng)成形工藝難以生產(chǎn)的復(fù)雜形狀陶瓷零件，滿(mǎn)足特定應(yīng)用需求。
普利生陶瓷材料
普利生目前已經(jīng)成功研發(fā)出兩種穩(wěn)定的陶瓷漿料：氧化鋁漿料和氧化鋯漿料。
普利生氧化鋁漿料：具有多種特性，包括高硬度、高熔點(diǎn)和沸點(diǎn)、化學(xué)穩(wěn)定性、光學(xué)性能以及環(huán)保和低成本等。
①在物理性質(zhì)方面，硬度非常高，莫氏硬度為9，僅次于金剛石，其熔點(diǎn)約為2054℃，沸點(diǎn)約為2980℃，在高溫下仍能保持穩(wěn)定的物理和化學(xué)性質(zhì)。
②化學(xué)性質(zhì)方面，在常溫下，不與水、大多數(shù)酸和堿發(fā)生反應(yīng)，表現(xiàn)出很高的化學(xué)穩(wěn)定性。
普利生氧化鋯漿料：具有高熔點(diǎn)、高硬度、高強(qiáng)度、高韌性、耐磨損、耐腐蝕、耐高溫等優(yōu)異性能。其熔點(diǎn)高達(dá)2715℃，是已知氧化物中熔點(diǎn)最高的材料之一，且在高溫下仍能保持良好的化學(xué)穩(wěn)定性，不與大多數(shù)酸堿反應(yīng)。氧化鋯的莫氏硬度為6.5-7.5，具有優(yōu)異的耐磨性能。
①氧化鋯的熱導(dǎo)率在常見(jiàn)陶瓷材料中最低，低溫下1.51W/(m·K)~2.2W/(m·K)，高溫時(shí)約2.30W/(m·K)，同時(shí)熱膨脹系數(shù)與金屬接近5.2×10-6/K，這使得它在需要低熱導(dǎo)率和良好熱穩(wěn)定性的應(yīng)用中具有優(yōu)勢(shì)。
②釔穩(wěn)定的氧化鋯材料力學(xué)性能優(yōu)異，是強(qiáng)度最高的牙科陶瓷修復(fù)材料，抗彎強(qiáng)度可達(dá)1000MPa以上，且硬度高、耐磨性好；化學(xué)穩(wěn)定性好，耐酸耐堿；生物相容性?xún)?yōu)異，表面細(xì)菌黏附量較少，炎性介質(zhì)在氧化鋯周?chē)能浗M織中表達(dá)程度較低。因此可廣泛用于醫(yī)學(xué)手術(shù)刀和制作人造骨骼、人造關(guān)節(jié)等骨修復(fù)材料。除了使用性能優(yōu)異，3YSZ半透光性和與牙齒顏色較為接近的美學(xué)性能，能夠滿(mǎn)足患者對(duì)于種植義齒的美學(xué)要求。
普利生微納3D打印
普利生的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力源于其自主研發(fā)的亞像素微掃描技術(shù)（SMS），通過(guò)微透鏡陣列與壓電陶瓷振動(dòng)控制，將光斑縮小至500納米，無(wú)需拼接即可實(shí)現(xiàn)高精度批量生產(chǎn)，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白。
材料適配性：支持樹(shù)脂、陶瓷（氧化鋁、氧化鋯、碳化硅）、金屬（TC4合金和銅）等多材料打印，滿(mǎn)足醫(yī)療、半導(dǎo)體、通信等領(lǐng)域的復(fù)雜需求。
全產(chǎn)業(yè)鏈國(guó)產(chǎn)化：核心技術(shù)及設(shè)備完全自主可控，擁有67項(xiàng)國(guó)內(nèi)外專(zhuān)利（含10項(xiàng)國(guó)際專(zhuān)利），核心零部件國(guó)產(chǎn)化率達(dá)100%。
陶瓷材料醫(yī)療產(chǎn)品
內(nèi)窺鏡端頭：突破性實(shí)現(xiàn)20毫米深徑比薄壁通道構(gòu)建，在確保80微米超薄壁厚精度的同時(shí)，可形成多維交錯(cuò)的復(fù)雜內(nèi)部管網(wǎng)系統(tǒng)。采用氧化鋁、氧化鋯及光敏樹(shù)脂，具有良好的生物相容性。支持快速研發(fā)迭代，可替代傳統(tǒng)機(jī)加工。
微波消融管：壁厚100微米，采用陶瓷材料，具有良好的生物相容性，高強(qiáng)度、耐擊穿。
陶瓷空心微針：采用氧化鋁和氧化鋯等高強(qiáng)度陶瓷材料，針尖僅3微米，陶瓷材料的高強(qiáng)度特性使其可反復(fù)穿刺100次以上，無(wú)斷針、彎針風(fēng)險(xiǎn)，確保使用穩(wěn)定可靠。支持無(wú)痛經(jīng)皮給藥，提高藥物利用率，部分藥物利用率從10%提升至90%，為藥物注射提供了更高效的選擇。應(yīng)用于醫(yī)美（玻尿酸、膠原蛋白注射）及藥物遞送（胰島素、疫苗）。
人工心臟陶瓷槳葉：超高的全表面光滑度，公差小于5微米，高耐磨性，良好的生物相容性。
小結(jié)：
傳統(tǒng)陶瓷成形技術(shù)通常需要借助模具才能成形部分具有簡(jiǎn)單的曲面或多孔結(jié)構(gòu)陶瓷零件，已難以滿(mǎn)足生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)τ诰邆涠嗫讖?fù)雜曲面結(jié)構(gòu)陶瓷零件日益增長(zhǎng)的需求。相比傳統(tǒng)材料或同類(lèi)新材料，普利生陶瓷材料在性能、成本、環(huán)境影響等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。而普利生微納3D打印技術(shù)可以根據(jù)具體需求設(shè)計(jì)和打印陶瓷零件。普利生自主研發(fā)的陶瓷材料與微納3D打印設(shè)備相結(jié)合，為批量生產(chǎn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的微納精密件提供了最佳解決方案，進(jìn)一步推動(dòng)了制造業(yè)向高效、環(huán)保和可持續(xù)的方向發(fā)展。
參考來(lái)源：
普利生微納3D打印陶瓷材料應(yīng)用探索
國(guó)產(chǎn)3D打印破局“卡脖子”困境：普利生微納技術(shù)的自主化崛起
從齒科到微納：普利生3D打印技術(shù)如何重塑高端制造新生態(tài)？
龔家寶，曹又夫等.3D打印技術(shù)在生物醫(yī)用陶瓷硬組織領(lǐng)域的研究進(jìn)展
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/青黎）
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