Additive Manufactured Ceramic Components: Application Examples

实现高度复杂的内部几何形状
该计量针采用圆锥形弯曲的内部通道几何结构，从几毫米向下逐渐变细到仅 0.8 mm。使用传统的陶瓷制造无法生产这种结构。陶瓷 3D 打印可以精确实现这种几何形状，同时在通道内实现所需的低表面粗糙度，从而确保低摩擦流体流动和准确的剂量性能。

参数

• 应用程序： 用于自动粘合工艺的定量针
• 材质： 氧化铝 99.8%
• 重量： 7.5 克
• 尺寸： 26 × 26.5 × 7.2 mm2 毫米
• 技术： LCM
• 特点： 内部几何形状只能通过陶瓷增材制造
• 优点： 精确的剂量；由于通道内表面质量高，摩擦力低

周期性开孔结构可实现高效反应
该催化转化器演示了陶瓷增材制造如何为热处理和化学加工开辟新的设计可能性。周期性开孔结构显著增加了表面积并优化了流动特性。该零件可承受高温下的机械负荷，同时实现更快的反应、更高的效率和更长的组件寿命，从而实现性能和成本优势。

参数

• 应用程序： 用于加速气体或液体反应的反应器催化剂
• 材质： 氧化铝 99.8%
• 重量： 313 克
• 尺寸：直径 80 毫米，高度 100 毫米
• 技术： LFD
• 特点： 采用 2.5 mm 支柱的钻石风格的 POCS 结构
• 优点： 高度多孔的流通结构；较大的活性表面积；最佳的混合和反应效率

批量制造的精度和效率
该用例突显了陶瓷增材制造的可扩展性：单一构建平台可容纳 444 根相同的针头。陶瓷材料用于定制纤维放置以加工磨蚀性纤维，由于其低密度和高刚性，可确保高耐磨性并防止偏转。结果是，在大批量批量生产中，精度始终如一。

参数

• 应用程序： 纺织品加工用针（定制纤维放置）
• 材质： 氧化铝 99.8%
• 重量： 每根针头 0.5 g
• 尺寸：长度 22.3 mm；厚度 1 mm；眼睛宽度 2 mm；夹紧宽度 3 mm；眼睛直径 1—1.5 mm
• 技术： LCM
• 特点： 公差 ±0.05 mm (0.002英寸)
• 优点： 每个打印作业 444 个部件；耐磨性高；重量轻；无针头偏转

精度与热稳定性相结合
该组件用作电池制造中自动激光焊接过程的压紧插座。由于导电材料不适合这种环境，因此技术陶瓷可提供理想的电气绝缘和高热稳定性。增材制造可以针对每个焊缝量身定制几何形状，内部通道支持直接在焊接点提取烟雾、气溶胶和碎屑，从而实现稳定和清洁的工艺。

参数

• 应用程序： 用于自动激光焊接的压紧式插座
• 材质： 氧化铝 99.8%
• 重量： 23 克
• 尺寸：12 × 20 × 20 毫米（高 × 长 × 宽）
• 技术： SLA
• 特点： 集成的提取通道、螺纹和夹紧功能
• 优点： 易于清洁；使用寿命长；耐磨；热稳定

极端条件下的高效传热
这种紧凑型陶瓷热交换器（高 70 mm，直径 50 mm）专为高达 1400 °C 的超高运行温度而设计。其高度复杂的内部通道系统（直径 2 mm）可在最小的占地面积内实现高效的流体流动和优化的热交换。该组件不透液体和气体，具有卓越的导热性和特定的电阻，使其适用于要求苛刻的冷却或加热任务。

参数

• 应用程序： 化学处理；用于热交换的扭曲通道
• 材质： 氧化铝 99.8%
• 重量： 2—14 克
• 尺寸：高度 20 毫米；直径 10 毫米（示例变体）
• 技术： LCM
• 特点： 复杂的内部通道；使用温度高达 1400 °C
• 优点：功能化设计；导热系数 25 W/mK；比电阻 10¹ω·cm

具有集成功能的高强度医疗器械
这种陶瓷夹具专为精度、清洁度和机械负载能力至关重要的外科应用而设计。两个弯曲的凹槽区域可实现可控的抓取功能，而内部通道则允许流体应用（空气或水）或电线。与氧化铝相比，这种氧化锆基材料的密度大于6.1 g/cm³，具有封闭的孔隙率，具有明显更高的弯曲强度和断裂韧性。

参数

• 应用程序： 用于外科手术的医疗器械
• 材质： 氧化锆（氧化锆，3 摩尔.% 氧化钇稳定剂）
• 重量： 0.57 克
• 尺寸：19.5 × 4 × 2.5 毫米（长 × 宽 × 高）
• 技术： SLA 和 LCM
• 特点： 内部通道；两个弯曲的凹槽区域；易于安装
• 优点： 密度 >6.1 g/cm³；无开放气孔；高强度和断裂韧性

从两部分到一个完全集成的组件
该气体喷射器演示了陶瓷增材制造所实现的功能集成。它以前是作为两部分组装生产的，现在是作为单一的、完全集成的组件制造的。它由使用 LCM 的高纯度氧化铝（99.8%）制成，包括三个 6 mm 通道、流量优化的内部蜂窝结构和 62 个壁厚为 0.2 mm 的开口，非常适合半导体制造中的蚀刻工艺。

参数

• 应用程序： 用于半导体行业蚀刻工艺的气体喷射器
• 材质： 氧化铝 99.8%
• 重量： 20 克
• 尺寸：Ø 20 mm（法兰），Ø 9 mm（出口），高度 42 mm
• 技术： LCM
• 特点： 三个 6 mm 通道；62 个开口；0.2 mm 壁厚；蜂窝流结构
• 优点： 功能集成度高；耐化学性和耐热性；优化流动；简化组装和维护；无颗粒运行

适用于关键应用的精密螺纹
这种陶瓷紧固件设计为绝缘连接器，适用于航天工业中严苛的环境。在工业陶瓷中制造内螺纹和外螺纹需要高度稳定的增材制造和烧结工艺，以确保严格的公差和可重复的性能。凭借在陶瓷增材制造方面的丰富经验，我们不仅以原型的形式制造复杂的螺纹组件（包括UNEF和英国标准惠特沃斯螺纹），而且可以持续批量生产。

参数

• 应用程序： 用于太空应用的绝缘陶瓷连接器
• 材质： 氧化锆
• 重量： 4,8
• 尺寸：15 毫米（长度）、15 毫米（扳手尺寸）、17 毫米（高度）。外螺纹为 G 1/8，外径为 9.5 毫米。内螺纹为 UNEF 1/4，孔径为 5.7 毫米。
• 技术： LCM
• 特点： 内螺纹和外螺纹（UNEF、英国标准惠氏标准）
• 优点： 严格的公差；可重复的批量生产；极端环境下的可靠性能