Керамическая 3d-печать (глина) — обзор 2020

  • автор:

Керамическая 3d-печать (глина) — что это такое? Сегодня Керамическая 3d-печать (глина) — это в основном дорогие промышленные системы аддитивного производства.

Они используют для керамической 3D-печати: экструзию, распыление связующего, фотополимеризацию и спекание порошка.

Тем не менее, керамическая 3D-печать (3д печать глиной) является лишь частью более длительного производственного процесса. Керамические 3D-принтеры генерируют «зеленые» (незаконченные) детали. Это означает, что они должны пройти тяжелые этапы последующей обработки, чтобы достичь своей окончательной формы.

Например, одним из этих этапов является обжиг керамической детали или прототипа в высокотемпературной печи.

Керамическая 3d-печать - процесс

Содержание скрыть

Керамическая 3d-печать — процесс

Керамический материал широко используется в ряде отраслей промышленности. Конечно, некоторые из первых приложений, которые приходят на ум, это керамика или кухонные принадлежности. Но керамика буквально повсюду и во многих различных формах.

Мы решили собрать комплексный выбор решений для производства керамических добавок для профессионалов отрасли. Это растущий и многообещающий рынок.

Для любителей или профессионалов, которые просто ищут настольный глиняный 3D-принтер, мы также предоставляем

Керамическая 3d-печать — альтернатива пластику

Керамическая 3d-печать уже давно является горячей тенденцией в материалах для 3D-печати. Керамика буквально повсюду в нашей повседневной жизни и широко используется в различных отраслях промышленности. Хотя она чаще ассоциируется с керамикой или кухонной посудой.

Изготовление сложных деталей из керамики с помощью 3D-печати сложно и дорого. Вот почему так много вложено в новые методы печати. Более точные процессы, такие как SLA и струйная печать связующего были адаптированы для производства более точных керамических деталей. В то время как знакомый метод печати FDM является обычным процессом для глины и другой пастообразной керамики.

Краткий список керамических 3d-принтеров, которые доступны на рынке

ПринтерТехнологияОбъем печати, ммСтранаЦена, $
3d-figo — FFD 150HFFF/FDM150 х 150 х 120Германия50 — 100 тыс.
3DCeram Ceramakerсмола300 х 300 х 110Франция250 тыс.
3D Systems ProX DMP 200 Dentalпорошок140 х 140 х 100США250 тыс
Admatec ADMAFLEX 130смола96 х 54 х 120Нидерланды€ 125 000
AIM3D ExAM255FFF/FDM255 х 255 х 255Германия50 — 100 тыс.
DDM Systems LAMPсмола?США250 тыс
ExOne InnoventJetting160 х 65 х 65Германия100–250 тыс
HP Jet Fusion 3D 4210Jetting406 х 305 х 406США100–250 тыс
Kwambio Ceramo OneJetting350 х 350 х 380Украина/США25 тыс
Lithoz CeraFab 7500смола76 х 43 х 150Австрия250 тыс
nScrypt 3Dn 450HPFFF/FDM?США250 тыс
Prodways ProMaker V6000смола120 х 500 х 150Франция250 тыс
Voxeljet VX4000Jetting4000 х 2000 х 1000Германия250 тыс
XJet Carmel 1400Jetting500 х 280 х 200250 тысИзраиль

Эта таблица представляет собой полный обзор рынка керамических 3D-принтеров для профессионалов отрасли. Они перечислены в алфавитном порядке.

Естественно, на Алиэкспресс их не купишь. Только на сайтах производителя.

* Цена: большинство цен в этой таблице являются ценовыми диапазонами, так как эти производители промышленного типа обычно предоставляют эту информацию только по запросу.

** Сервис: некоторые производители также предоставляют платные услуги 3D-печати для тех, кому не нужно полностью владеть промышленным керамическим 3D-принтером.

Другие компании и их керамические 3д принтеры:

Профессиональные настольные керамические 3d принтеры

Хотя аутсорсинг керамических 3D-принтов может быть очень успешным для некоторых приложений, иногда требуется собственное производство.
Мы выбрали три промышленных машины для профессиональной 3D-печати керамики. Они могут быть очень дорогими, но всегда приятно знать, какие технологии существуют.

CeraFab серии S — Керамическая 3d-печать

Lithoz — австрийская компания по производству аддитивов, специализирующаяся на разработке машин и материалов. Недавно компания анонсировала новое семейство керамических 3D-принтеров — систему CeraFab. Он выпускается в трех моделях (S25, S65 и S230), которые различаются разрешением и объемом сборки.

Системы CeraFab — это DLP-принтеры, в которых установлены проекторы очень высокой четкости (2560 x 1600 пикселей). Но, пожалуй, их самая интересная особенность — это модульная конструкция. Которая позволяет комбинировать до четырех производственных единиц, резко увеличивая объем производства.

По этим и другим причинам системы особенно подходят для серийного производства высококачественных компонентов, необходимых в медицинской и авиакосмической промышленности.

Технология 3D-печати: цифровая обработка света (DLP)

Объем сборки: 192 × 120 × 320 мм (S230)

Толщина слоя: 10-200 мкм.

Admaflex 300 — Керамическая 3d-печать

Базирующаяся в Нидерландах компания Admatec является дочерней компанией поставщика производственных услуг Formatec. Новая компания была основана в 2013 году. Она сосредоточилась на разработке новых технологий 3D-печати для металла. В сферу интересов компании входит и уерамическая 3d-печать.

После выпуска своего первого 3D-принтера в конце 2019 года голландская компания представила свой новый принтер для керамики: Admaflex 300. Он предназначен для производства крупногабаритных деталей с рабочим объемом 200 x 200 x 300 мм. При этом он оснащен запатентованной системой подачи сырья и системой технического зрения для мониторинга в процессе.

Это модульная машина, позволяющая, например, улучшить ее с помощью металлической 3D-печати. По заявлению компании, технология DLP в ее принтере предназначена для удовлетворения потребностей клиентов в области литья по выплавляемым моделям.

Технология 3D-печати: цифровая обработка света (DLP)

Объем сборки: 200 x 200 x 300 мм (7,87 x 7,87 x 11,81 дюйма)

Толщина слоя: 10-200 мкм.

X1 160Pro — Керамическая 3d-печать

Немецкий производитель ExOne. Пожалуй, наиболее известен своими системами 3D-печати на металле. Это относится к струйной машине X1 160Pro, крупнейшему металлическому 3D-принтеру компании. Но и керамическая 3d-печать ей интересна.

X1 160Pro также более чем способен печатать на нескольких различных материалах, включая керамику. Фактически, ExOne недавно анонсировала новые материалы. В том числе шесть различных керамических материалов. Например, таких как оксид алюминия и карбид кремния. Это материалы, часто используемые в медицинской (имплантаты) и аэрокосмической промышленности.

160Pro имеет огромный строительный объем 800 x 500 x 400 мм. Достаточно большой для производства литых деталей. Все детали, подвергнутые струйной обработке связующим, требуют постобработки. Включая спекание для повышения прочности, как и любая керамика.

Технология 3D-печати: струйная печать связующего

Объем сборки: 800 x 500 x 400 мм (7,87 x 7,87 x 11,81 дюйма)

Толщина слоя: 30-200 мкм.

еще несколько:

DeltaBots 3D PotterBot 7

Керамическая 3d-печать является одним из главных направлений деятельности компании. DeltaBots производит ряд профессиональных керамических 3D-принтеров. 3D PotterBot 7 использует прямой экструдер и специальный глиняный контейнер, вмещающий до 2000 мл материала. Этот керамический 3D-принтер доступен по цене производителя $ 4850.

LUTUM от VormVrij

LUTUM от VormVrij — это керамический 3D-принтер большого объема из Нидерландов. Он способен печатать 3D различные виды глины и доступен по цене от 6 370 евро.

Tethon 3D Bison1000

Запущенный в 2019 году, Bison 1000 — это настольный 3D-принтер керамической смолы из США. Производителя Tethon 3D уже несколько интересует керамическая 3d-печать. И это их первый коммерческий 3D-принтер.

Керамическая 3d-печать — высококачественные принтеры для любителей

Некоторые люди действительно хотят запачкать руки и принять участие в этом процессе. Вы готовы сэкономить значительное количество времени (и денег)? Интересует керамическая 3d-печать? На рынке есть несколько отличных керамических 3D-принтеров, которые могут предложить хорошие результаты.

Хотя следующие модели дешевле, чем промышленные модели, представленные выше, они все равно могут стоить вам несколько долларов.

Серия 3D PotterBot

Серия 3D PotterBot — один из первых по-настоящему специализированных 3D-принтеров для керамики. Керамическая 3d-печать — это ее главное назначение. Специально разработанный для гончарной промышленности. Он выводит большие объемы неразбавленных керамических материалов через свой плунжерный экструдер значительной емкости. Что обеспечивает непрерывный поток и точные отпечатки.

Это достигается путем устранения обычной системы подачи шлангов, устранения запаздывания и гистерезиса, вызванных шлангами. Постоянная экструзия обеспечивает точное нанесение слоя на всю печать. А сам экструдер не использует никаких внешних источников энергии или воздушных компрессоров для продвижения пасты.

Компания DeltaBots, разработавшая этот принтер, специально разработала их для больших керамических сосудов. Например, Scara V4 может напечатать весь путь до одного метра в высоту! В настоящее время существует строго 6 различных керамических 3D-принтеров PotterBot с ценовым диапазоном от 2850 до 17 950 долларов.

Технология 3D-печати: Экструзия материалов

Объем сборки: 254 х 254 х 305 мм (мини); Ø1829 мм x 1143 мм (Scara V1)

Цена: от 2850 до 17950 долларов.

Delta WASP 2040 Clay

Итальянский производитель 3D-принтеров WASP известен своими крупными дельта-3D-принтерами. Они попали в заголовки газет, используя свои системы большой дельты для  строительства домов и убежищ  в развивающихся странах.

Первоначально WASP вошла в мир керамической печати с системой экструдера глины LDM. Надстройкой, которую можно использовать с их принтерами. А также с несколькими сторонними 3D-принтерами.

При правильной настройке эта технология предлагает одни из самых точных на рынке технологий для 3D-печати керамической экструзией. Набор WASP для глины обойдется вам примерно в 760 долларов (690 евро).

В конце концов компания признала, что некоторые пользователи предпочли бы оригинальный керамический 3D-принтер, работающий из коробки. Так они и сделали. Delta WASP 2040 Clay и его старший брат WASP 40100 Clay  является экструзионной на основе дельты — машины, предназначенной специально для глиняной 3D — печати.

Экструзионная система машин имеет множитель выходного давления до 40 бар. И оснащена дополнительной, но необычной системой втягивания. Стоимость относительно невысока. Глина 2040 стоит около 3300 долларов (3000 евро), с объемом сборки Ø400 x 200 мм и минимальной высотой слоя 0,5 мм.

Технология 3D-печати: Экструзия материалов

Объем сборки: Ø400 x 200 (2040)

Цена: около 3300 долларов (3000 евро)

StoneFlower 3.0

Возможно, новейшее дополнение к 3D-печати из керамики своими руками из Мюнхена, Германия. Керамическая 3d-печать в виде комплекта для керамического 3D-принтера StoneFlower, успешно профинансированный на Kickstarter. Очевидно, подходит для создания прототипов и небольшого производства в области искусства, дизайна и архитектуры.

StoneFlower 3.0 производит детали 480 х 480 х 500 мм. Не только из керамики и фарфора. Но также и другие пастообразные или вязкие жидкости. Например, такие как гипс, целлюлозы, воска, и даже паяльная паста. Оборудованный панелью управления с 5-дюймовым сенсорным экраном, этим принтером также можно полностью управлять в реальном времени через Wi-Fi.

Компания также предлагает дополнительную систему экструдера для глины для адаптации к сторонним 3D-принтерам. В каждый комплект входит плунжерный экструдер, печатающая головка и блок управления. Стандартный комплект стоит около 680 долларов (619 евро). А готовый 3D-принтер StoneFlower 3.0 обойдется вам в 3850 долларов (3499 евро).

Технология 3D-печати: Экструзия материалов

Объем сборки: 480 x 480 x 500 мм

Цена: 3850 долларов (3499 евро)

Керамическая 3d-печать — другие варианты

Керамическая 3d-печать на ограничивается вышесказанным. Продолжаем.

Есть несколько 3D-принтеров, которые работают с самыми разными материалами. Обычно все, что требуется, — это смена головки инструмента или предварительная настройка материала, и вперед. Они могут «официально» производить керамические детали прямо из коробки.

Хотя керамическая 3d-печать этим машинам не предназначена. И они представляют собой интересную альтернативу, которая может быть подходящей для ряда различных приложений. Мы выбрали для вас две популярные модели.

Как и предыдущие принтеры, эти технологии не самые дешевые машины. Поэтому вы можете тщательно подумать об одном из них, прежде чем выплескиваться.

ZMorph VX

Хотя некоторые из керамических 3D-принтеров, упомянутых в этой статье, способны обрабатывать другие материалы, эта машина на самом деле является противоположностью. Пластиковый 3D-принтер FDM, способный производить керамические детали.

ZMorph VX может выполнять 3D-печать на различных материалах, кроме пластика. Модет производится и керамическая 3d-печать. Благодаря дополнительному экструдеру для густой пасты. Помимо фрезерования с ЧПУ, лазерной гравировки и других функций инструментальной головки. Это, конечно же, включает керамические материалы, такие как глина.

Хотя одна головка инструмента стоит 249 долларов, это может быть экономичным решением, если спрос на керамические детали невелик и не оправдывает покупку специального станка. Или даже более дорогих дополнительных комплектов от WASP или StoneFlower (от 760 до 680 долларов).

Технология 3D-печати: Экструзия материалов

Объем сборки: 530 х 555 х 480 мм

Цена: 2799 долларов за 3D-принтер плюс 249 долларов за экструдер для густой пасты.

ZMORPH VX

Керамическая 3d-печать имеет профессиональные результаты благодаря серии высокотехнологичных головок. А также пространство для сборки выше среднего (для универсального станка) делают ZMorph VX мощным настольным инструментом.

Formlabs Form 3

Formlabs Form 3 является отличным решением для различных целей. Эта машина, безусловно, станет ценным дополнением к любому инженерному офису, стоматологической лаборатории или ювелирной мастерской. Поскольку она действительно превращает идеи в реальность. Его можно использовать даже для изготовления небольших партий.

Керамическая 3d-печать не исключение. Пользователи теперь могут использовать возможности SLA для производства точных и детализированных керамических деталей за небольшую часть стоимости промышленного оборудования. Благодаря выпуску керамической смолы. Однако есть несколько «но».

С одной стороны, Formlabs позиционирует эту смолу как «экспериментальную». Заявляя, что это более сложный материал. Который «требует дополнительных шагов и дополнительных экспериментов для успешной печати». И больше подходит для дизайнеров и энтузиастов, чем для производственной машины.

Кроме того, размер сборки 125 × 125 × 165 мм довольно мал по сравнению с его конкурентами FDM. Тем не менее, для деталей с мелкими деталями это хороший комплект.

Технология 3D-печати: стереолитография (SLA)

Объем сборки: 145 × 145 × 185 мм

Цена: Начиная с $ 2850

Полезные термины

Вот несколько терминов, которые помогут вам лучше понять, что такое керамическая 3d-печать:

Зеленый объект: глиняный объект, который все еще нужно спекать (или обжигать) в печи.

Печь: Печь используется для последующей обработки (спекание) зеленого объекта.

Спекание: процесс частичного плавления частиц глины для получения твердых керамических изделий.

Распыление связующего: технология 3D-печати, которая работает путем склеивания частиц порошка для формирования срезов объекта.

Экструзия материала: технология 3D-печати, аналогичная моделированию методом наплавленного осаждения (FDM). Когда пластиковая нить нагревается и выдавливается через сопло, образуя послойный 3D-объект. В керамической 3D-печати материал экструдируется в пастообразном состоянии с образованием зеленого объекта.

Глина: мелкозернистый природный почвенный материал. Который сочетает в себе один или несколько минералов со следами оксидов металлов и органических веществ.

Керамика: неорганический твердый материал. Состоящий из атомов металлов, неметаллов или металлоидов, обычно изготовленный из глины, спеченной в печи.

Фарфор: прочный и термостойкий материал. Изготовленный путем нагревания материалов, обычно включая каолин, в печи до температур от 1200 до 1400° C (от 2200 до 2600° F).

Керамическая 3d-печать — технологии

Керамическая 3d-печать имеет несколько технологий:

Экструзия пасты: экструдер пасты наносит слои керамики на монтажную пластину.

Порошковое спекание: керамика находится в порошкообразной форме и спекается слой за слоем.

Струйная связка: 3D-принтер наносит слои связующего на слои порошка.

Фотополимеризация: источник света затвердевает смесь смолы и керамического порошка слой за слоем.

Керамическая 3d-печать в большинстве своем использует технологии струйной печати или порошкового спекания.

Как упоминалось ранее, керамические 3D-принтеры создают «зеленые» детали. Т.е. им надо еще достичь своей окончательной формы.

Остекление (необязательно): профессионалы могут выбрать покрытие предмета глазурью, чтобы придать ему особый цвет или отделку, например, матовую или глянцевую.

Приложения для керамической 3d-печати

Применения керамической 3d-печати

В целом, керамические материалы обеспечивают ряд свойств:

  • высокая прочность и стабильность размеров
  • низкая плотность
  • химическая стабильность
  • высокая электроизоляционная способность
  • высокая стойкость к истиранию и коррозии

Поэтому керамическая 3d-печать подходит для самых разных областей применения.

Эти применения включают машиностроение в таких отраслях, как авиакосмическая, автомобильная, химическая, электротехническая, экологическая, медицинская и другие. Конечно, художники могут также извлечь выгоду из керамической 3D-печати для керамики и скульптур. Здесь мы выделяем две отрасли, где керамическая 3D-печать, кажется, приобретает все большее значение:

Керамическое искусство, керамика и скульптуры

В течение сотен лет мы использовали глину для создания красивых и/или функциональных объектов. Например, керамическая 3d-печать используется голландским дизайнером Оливером ван Херптом. Он использует свой керамический 3D-принтер для создания впечатляющих ваз. Керамический материал также используется в индустрии роскоши для часов и ювелирных изделий.

Biomedical (биомедицина)

Когда дело доходит до медицинской промышленности, керамическая 3d-печать имеет множество применений. Например, пациенты могут извлечь выгоду из специальных имплантатов. Они изготовлены из фосфатов кальция, материала, который очень близок к человеческому составу кости. Кроме того, можно контролировать пористость имплантата.

Это означает, что 3D-печатные заменители костей будут иметь низкую вероятность отторжения от иммунной системы организма. 3DCeram иллюстрирует это в своем медицинском исследовании.

Керамическая 3d-печать - профессиональные услуги

Керамическая 3d-печать — профессиональные услуги

Промышленные системы производства керамических добавок очень дороги, и производители знают об этом факте. Вот почему некоторые из них предоставляют профессионалам возможность использовать свои машины с помощью услуг керамической 3D-печати.

Это, например, особенно полезно для прототипов. Пользователи просто должны отправить свою 3D-модель в сервис, выбрать материал и подождать, пока они не получат конечный продукт.

В начале статьи мы упоминаем, какие производители предоставляют этот тип услуг параллельно с коммерциализацией своих 3D-принтеров. Однако существуют другие профессиональные службы 3D-печати, которые не производят свои 3D-принтеры

Вы играете с идеей создать печать на заказ, но у вас нет оборудования для ее выполнения? Или если вы предпочитаете, чтобы профессиональный принтер занимался бизнесом от вашего имени? Попробуйте Craftcloud, универсальный партнер по услугам 3D-печати . На данный момент Craftcloud работает с большинством технологий 3D-печати. В настоящее время он находится в процессе расширения в мир керамики.

Между тем, есть еще несколько компаний, которые специализируются на декоративной и технической 3D-печати керамикой. Читайте дальше, чтобы узнать больше об этих услугах и о том, где вы можете воплотить свои проекты в жизнь.

3DКерам

Французская компания 3DCeram. Обладает более чем 15-летним опытом в области керамической 3D-печати. Может стать вашим идеальным партнером для оказания профессиональных услуг. Компания предлагает услуги по заказу и серийному производству. Включая консультации по материалам и исследованиям и разработкам новых деталей и компонентов.

3DCeram разработала собственные керамические 3D-принтеры. Которые также используются для оказания услуг. Утверждается, что их запатентованная технология «без опорных звеньев» не оставляет следов опоры на какой-либо поверхности. А их услуги, как говорят, особенно подходят для «производства небольших партий функциональных деталей без использования форм».

Страна: Франция

Технология 3D-печати: стереолитография (SLA)

Специализированные применения: авиакосмическая, биомедицинская, ювелирная

Kwambio

Kwambio — это нью-йоркская компания по 3D-печати, специализирующаяся на керамических материалах. Компания широко используется художниками и дизайнерами для различных приложений. Например, таких как изготовление посуды и скульптур. Компания также производит детали для промышленного использования. Такие как электропроводящая керамическая пластина для Coca-Cola.

Фактическое производство осуществляется в Украине на 3D-принтерах собственной разработки. Kwambio даже запатентовал свою собственную технологию. Известную как технология струйной печати керамического связующего (CBJ). Она позволяет печатать с высокой точностью без обычных слоев на поверхности деталей.

Страна: США (производство Украина)

Технология 3D-печати: струйная печать на  керамическом связующем (CBJ)

Специализированные применения: художественное, промышленное, ювелирное

Formatec

Formatec ceramics специализируется на разработке и производстве керамических технических компонентов. Голландская компания только недавно начала использовать 3D-печать. Поскольку она была в основном сосредоточена на процессах литья керамики под давлением (CIM) для производства высокопроизводительных керамических деталей.

Технология печати с цифровой обработкой света (DLP), используемая Formatec, позволяет изготавливать точные детали в еще больших объемах. Это особенно полезно для медицинской промышленности. Там производятся имплантаты и высокотехнологичные детали для аэрокосмической промышленности. Например, такие как сложные теплообменники и датчики.

Страна: Нидерланды

Технология 3D-печати: цифровая обработка света (DLP)

Специализированные области применения: медицина, стоматология, промышленность, дизайн.

3d-принтеры AIO

Печатают керамический материал с помощью экструдеров для пасты

3D-принтеры AIO (все в одном) — это 3D-принтеры с различными функциями. Наиболее распространенными функциями являются лазерная гравировка, фрезерование с ЧПУ и экструзия пасты.

Поскольку некоторые керамические материалы, такие как глина, имеют форму пасты, 3D-принтеры AIO с экструдерами для пасты способны к 3D-печати керамики.

Многофункциональный 3D-принтер ZMorph VX

Многофункциональный 3D-принтер ZMorph VX обладает множеством возможностей благодаря сменным головкам инструментов. Помимо 3D-печати на пластике, лазерной гравировки и лазерной резки, ZMorph VX способен печатать 3D-глину с помощью экструдера для пасты.

Tytan 3D Gaia Multitool

Этот польский 3D-принтер, доступный примерно за 5000 долларов США, обеспечивает большой объем сборки 300 х 300 х 400 мм. В дополнение к керамике, Tytan 3D Gaia Multitool может выполнять 3D-печать самых разнообразных материалов (включая шоколад).

WASP DeltaWasp 20 40 с глиняным комплектом 2.0

DeltaWasp 20 40 — это настольный дельта 3D-принтер итальянского производителя WASP. Начнем с того, что он не особо многофункциональный, но WASP разрабатывает специальные надстройки для экструдеров глины. WASP Clay Kit 2.0 совместим с DeltaWasp 20 40.

Керамическая 3d-печать DIY

StoneFlower керамический экструдер

StoneFlower производит глиняные наборы для 3D-печати. Пользователи могут адаптировать их к своим собственным 3D-принтерам. Стандартный набор для 3D-печати включает в себя специальную печатающую головку и моторизованный шприцевой насос.

Он может производить 3D-печать глины и фарфора с минимальной толщиной слоя 0,3 мм. Набор для 3D-печати StoneFlower из глины предлагается по цене от 399 евро.

Статья из раздела Экзотические материалы 3D-печати

Все новости в наших группах: вконтакте, twitter, facebook

Обсуждение закрыто.