精密(mi)陶瓷(ci)3D打(da)印，如(ru)何突破(po)產業升級(ji)技(ji)術之困(kun)？

在增(zeng)材制(zhi)造技(ji)術重構工(gong)業疆域(yu)的(de)今天(tian)，精密(mi)陶瓷(ci)3D打(da)印正站在從(cong)實驗(yan)室突破(po)到(dao)產業(ye)化(hua)爆發的(de)臨(lin)界點上(shang)，作(zuo)為工(gong)業4.0時(shi)代創新性(xing)的(de)技(ji)術之壹(yi)，既承(cheng)載(zai)著(zhe)突破(po)材料性(xing)能極限的(de)使命(ming)，也面臨(lin)著(zhe)跨(kua)越(yue)"達爾文(wen)之海"的(de)產業(ye)化(hua)考(kao)驗(yan)。

根據AM Research最新發布(bu)的(de)《陶瓷(ci)3D打(da)印市(shi)場(chang)與預(yu)測：2024-2032年(nian)》研(yan)究(jiu)報(bao)告，全球陶瓷(ci)3D打(da)印市(shi)場(chang)規(gui)模(mo)預計將於2032年(nian)突破(po)9億(yi)美元(yuan)（約合72億(yi)元人(ren)民幣）。這(zhe)壹增(zeng)長(chang)動(dong)能(neng)源於技(ji)術研(yan)發向(xiang)工(gong)業級(ji)應用的(de)系(xi)統(tong)性(xing)遷(qian)移——推動(dong)陶瓷(ci)3D打(da)印從(cong)實驗(yan)室場景(jing)向(xiang)半導體(ti)精密(mi)器(qi)件(jian)、航空(kong)航(hang)天(tian)熱(re)端部(bu)件、個(ge)性(xing)化(hua)醫(yi)療(liao)植入體(ti)等(deng)制(zhi)造領(ling)域全(quan)面滲透。

01 產業(ye)臨(lin)界點前的(de)三(san)重門(men)禁 摩(mo)方(fang)技(ji)術的(de)破(po)壁(bi)之道

陶瓷(ci)3D打(da)印的(de)產業(ye)化(hua)困(kun)局(ju)，本質上(shang)是(shi)材料科(ke)學、精密(mi)制(zhi)造與工(gong)業生態的(de)多重博(bo)弈。當技(ji)術走(zou)向量(liang)產(chan)，材料體(ti)系(xi)封(feng)閉性(xing)、工(gong)藝(yi)穩(wen)定(ding)性(xing)缺(que)陷、設(she)備(bei)協同(tong)壁(bi)壘便(bian)形成三(san)重門(men)禁。

面對產業困(kun)局(ju)，摩(mo)方(fang)精密(mi)選擇(ze)以"超(chao)高(gao)精度"為戰略支點，構建(jian)"材料-工(gong)藝(yi)-設(she)備(bei)"三(san)位(wei)壹(yi)體(ti)的(de)技(ji)術路(lu)徑，通(tong)過先(xian)進的(de)面投影(ying)微(wei)立體(ti)光(guang)刻(ke)（PμSL）技(ji)術，實現(xian)2μm超高(gao)光(guang)學精度與智(zhi)能曝光控(kong)制(zhi)，成功突破(po)陶瓷(ci)增(zeng)材制(zhi)造的(de)微結(jie)構加(jia)工(gong)極限。

①在材料維度重構可能(neng)

近年(nian)來(lai)，摩(mo)方(fang)精密(mi)在材料科(ke)學領(ling)域取得(de)了(le)顯著成就，連續推出(chu)了包(bao)括(kuo)氧化(hua)鋁(lv)、氧(yang)化(hua)鋯(gao)以及聚(ju)合物SiOC陶瓷(ci)前驅體(ti)等(deng)多種自主(zhu)研(yan)發的(de)新型陶瓷(ci)材料，突破(po)了傳統(tong)陶瓷(ci)的(de)性(xing)能極限的(de)同(tong)時(shi)保(bao)持了優異良(liang)品(pin)率(lv)，為我(wo)國(guo)裝(zhuang)備制(zhi)造提供(gong)關鍵(jian)材料支撐(cheng)。

②工(gong)藝(yi)控(kong)制(zhi)的(de)跨(kua)尺(chi)度躍遷(qian)

在精密(mi)陶瓷(ci)3D打(da)印技(ji)術創新研(yan)發中(zhong)，摩(mo)方(fang)不斷突破(po)制(zhi)造極限，成功實現(xian)10μm孔徑和17μm桿(gan)徑的(de)精密(mi)結(jie)構極限加(jia)工(gong)能力(li)，解(jie)決(jue)了(le)傳統(tong)工(gong)藝(yi)無(wu)法實現(xian)的(de)微通(tong)道、梯度孔(kong)隙等結(jie)構制(zhi)造難題(ti)。將在半導體(ti)封(feng)裝(zhuang)、5G/6G通(tong)信(xin)濾波(bo)器等制(zhi)造領(ling)域發揮微納3D打(da)印技(ji)術優勢(shi)，尤(you)其(qi)在加(jia)工(gong)精度、公(gong)差(cha)控制(zhi)、材料性(xing)能等(deng)多維度符(fu)合(he)新壹代信(xin)息(xi)技(ji)術產業(ye)對關鍵(jian)零(ling)部(bu)件嚴(yan)苛制(zhi)造的(de)要求(qiu)。

③設(she)備(bei)生(sheng)態(tai)的(de)協同(tong)進化(hua)

隨(sui)著(zhe)智能(neng)化(hua)時(shi)代的(de)到(dao)來(lai)，摩(mo)方(fang)全新壹代微納3D打(da)印系(xi)統(tong)：microArch® S230A（精度：2μm）、S240A（精度：10μm），雙(shuang)精度3D打(da)印系(xi)統(tong)：microArch® D0210（精度：2&10μm）、D1025（精度：10&25μm），皆搭載(zai)創新提效(xiao)的(de)"自動化(hua)水(shui)平(ping)調節(jie)系(xi)統(tong)"，兼容光(guang)敏樹(shu)脂(zhi)、高(gao)精度水(shui)凝膠、陶瓷(ci)漿料(liao)等開(kai)源(yuan)材料體(ti)系(xi)，通(tong)過智(zhi)能(neng)參(can)數調控(kong)，有效(xiao)提升(sheng)了高(gao)精度微(wei)納(na)3D打(da)印制(zhi)造效(xiao)率(lv)和(he)穩(wen)定(ding)性(xing)，為實驗(yan)室研(yan)發到(dao)工(gong)業制(zhi)造提供(gong)了全(quan)面系(xi)統(tong)化(hua)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案。

02技(ji)術攻(gong)堅結(jie)碩(shuo)果(guo) 摩(mo)方(fang)助(zhu)力(li)多領域(yu)實現(xian)產業躍遷(qian)

如(ru)今，5G毫(hao)米(mi)波(bo)通(tong)訊技(ji)術的(de)到(dao)來(lai)促使基站濾(lv)波(bo)器朝(chao)著(zhe)小型化(hua)、輕(qing)量(liang)化(hua)、形(xing)狀(zhuang)復(fu)雜(za)化(hua)和(he)低(di)介電(dian)損耗化(hua)方(fang)向發展(zhan)。為了(le)兼顧濾波器(qi)尺(chi)寸和形狀設(she)計的(de)需要，具(ju)有適中(zhong)介電(dian)常數、超低(di)介電(dian)損耗和(he)近零諧振頻(pin)率(lv)溫(wen)度系(xi)數的(de)微波(bo)介質(zhi)陶瓷(ci)已經成為毫(hao)米(mi)波(bo)通(tong)訊的(de)重要選項。中(zhong)南(nan)大學和(he)河(he)北(bei)工(gong)業大學的(de)研(yan)究(jiu)團隊(dui)通(tong)過摩(mo)方(fang)microArch® S240 3D打(da)印系(xi)統(tong)成功研(yan)發了(le)高(gao)性(xing)能高(gao)精度的(de)Mg2TiO4微波(bo)陶瓷(ci)，制(zhi)備出(chu)品(pin)質(zhi)因(yin)子(zi)為142,000GHz的(de)Mg2TiO4微波(bo)陶瓷(ci)，為小(xiao)型化(hua)、高(gao)性(xing)能濾(lv)波器的(de)制(zhi)造提供(gong)了強(qiang)有力(li)的(de)技(ji)術支持(chi)。

在微電子(zi)封(feng)裝(zhuang)技(ji)術領域(yu)，休斯研(yan)究(jiu)實驗(yan)室（由波(bo)音(yin)與通(tong)用汽車(che)聯(lian)合(he)創立的(de)前沿(yan)技(ji)術研(yan)發機(ji)構）采(cai)用摩(mo)方(fang)microArch® S230高(gao)精度3D打(da)印系(xi)統(tong)，成功制(zhi)備出(chu)具有微米(mi)級(ji)通(tong)孔陣(zhen)列(lie)的(de)陶瓷(ci)中介層。該(gai)技(ji)術實現(xian)了通(tong)孔直(zhi)徑(jing)9μm、間(jian)距(ju)18μm的(de)突破(po)性(xing)指標(biao)，並(bing)通(tong)過創新的(de)熔融(rong)滲透金屬(shu)化(hua)工(gong)藝(yi)，構建(jian)了高(gao)密(mi)度互(hu)連(lian)的(de)電氣通(tong)路(lu)。此項技(ji)術突破(po)不僅實現(xian)了彎(wan)曲及傾斜(xie)通(tong)孔等(deng)復(fu)雜(za)三(san)維(wei)布(bu)線(xian)結構，更開(kai)創了微電(dian)子(zi)系(xi)統(tong)三(san)維(wei)集(ji)成封(feng)裝(zhuang)的(de)新範(fan)式，為下(xia)壹代高(gao)性(xing)能電(dian)子(zi)封(feng)裝(zhuang)提供(gong)了創新解(jie)決(jue)方(fang)案。

在終(zhong)端項目(mu)落(luo)地(di)進程(cheng)中，摩(mo)方(fang)自主(zhu)研(yan)發的(de)增(zeng)材制(zhi)造氧(yang)化(hua)鋯(gao)漿(jiang)料發揮重要作(zuo)用，也(ye)是(shi)推(tui)動(dong)極薄牙(ya)齒貼(tie)面產品(pin)突破(po)制(zhi)造難題(ti)的(de)關鍵(jian)要素(su)。該(gai)項目(mu)不(bu)僅是(shi)國(guo)家(jia)“十(shi)四五(wu)"重點研(yan)發計劃(hua)重點專(zhuan)項，現還(hai)已(yi)成功獲得國(guo)家(jia)藥品(pin)監(jian)督(du)管(guan)理(li)局(ju)三(san)類(lei)醫(yi)療(liao)器(qi)械(xie)註(zhu)冊(ce)證、美(mei)國(guo)FDA註(zhu)冊(ce)認(ren)證、ISO13485管(guan)理(li)體(ti)系(xi)審(shen)核(he)通(tong)過，為口腔醫療(liao)行業提供(gong)了全(quan)新的(de)數字(zi)化(hua)解(jie)決(jue)方(fang)案。

近(jin)期，德國(guo)工(gong)業制(zhi)造商BANTLE 3D通(tong)過引進摩(mo)方(fang)精密(mi)microArch® S230 高(gao)精度3D打(da)印系(xi)統(tong)，在耐(nai)高(gao)溫(wen)非導(dao)電(dian)陶瓷(ci)組(zu)件(jian)領域(yu)實現(xian)重大(da)技(ji)術突破(po)。該(gai)企業(ye)新建(jian)的(de)先(xian)進制(zhi)造產(chan)線已(yi)完(wan)成核(he)心(xin)工(gong)藝(yi)設(she)備(bei)部(bu)署，其(qi)脫(tuo)脂(zhi)與燒結(jie)系(xi)統(tong)的(de)協同(tong)集(ji)成標(biao)誌(zhi)著(zhe)歐洲產業(ye)化(hua)進(jin)程(cheng)全(quan)面加(jia)速。

在精密(mi)制(zhi)造產(chan)業革(ge)新進程(cheng)中，摩(mo)方(fang)的(de)價(jia)值(zhi)不(bu)僅在於微納3D打(da)印技(ji)術的(de)突破(po)，更在於構建(jian)了"需(xu)求牽引-技(ji)術突破(po)-商業閉環(huan)"的(de)產業(ye)落(luo)地(di)化(hua)路(lu)徑，也(ye)將陶瓷(ci)精密(mi)制(zhi)造帶(dai)入"微(wei)納(na)尺(chi)度、高(gao)良(liang)品(pin)率(lv)、小(xiao)批量生(sheng)產(chan)"的(de)新範(fan)式，為半導體(ti)、生(sheng)物(wu)醫(yi)療(liao)、航(hang)天(tian)航(hang)空(kong)、新能源(yuan)等行業開(kai)辟(pi)了中(zhong)國(guo)精密(mi)制(zhi)造的(de)新航道。