南極熊導讀：3D打印陶瓷型芯鑄造高壓渦輪導向葉片取得突破，已開始正式生產應用了。

2024年4月，南極熊獲悉，西安國宏天易智能科技有限公司在硅基3D打印陶瓷型芯再次取得了重大突破，漿料固含量87wt%，經過3D打印成形、脫脂、浸漬、燒結等工序處理，僅需一周的時間，便生產出合格的陶瓷型芯，并進行了壓蠟、澆注、脫殼、脫芯、檢測等一系列鑄造工序，最終完成了某機高壓渦輪導向葉片采用增材制造陶瓷型芯的鑄造工作，效果完全符合產品要求，產品已開始進行正式生產應用。

△陶芯3D打印及葉片熔模鑄造流程

陶瓷3D打印技術為高效制備復雜結構陶瓷型芯提供了新的解決方案，并省去開模的周期和費用，可大幅降低成本。但目前國內的3D打印陶瓷型芯普遍存在尺寸精度差、坯體強度低、溶失性不好的問題，各項性能均不能滿足實際應用的要求，難以應用于復雜結構型芯的研制驗證以及型芯的批量化生產；且3D打印陶瓷型芯普遍存在固相含量較低、臺階效應明顯、脫脂易開裂等問題，導致高成型精度、結構復雜的硅基陶瓷型芯成型還有較大難度。

據南極熊了解，國宏天易技術團隊與西安交通大學材料學院劉榮臻副研究員聯合攻關，在劉榮臻副研究員指導下，早在2021年11月，通過獨有的3D打印控形技術、復雜型芯脫脂開裂控制技術、自研設備的軟件自適應調節技術，突破了硅基陶瓷型芯增材制造漿料普遍存在固相含量較低、臺階效應明顯、脫脂易開裂等難題后，完成了陶瓷型芯的初步論證實驗；再次經過近兩年的持續研發、迭代、試驗，成功的將組分設計、成型工藝、脫脂、燒結、裝備結合，最終突破了陶瓷型芯脫芯性與高溫性能匹配難題，利用自研DLP 光固化3D打印裝備JH-C250，制備出了航發高壓渦輪導向葉片用陶瓷型芯，并在2024年3月完成了某機高壓渦輪導向葉片采用3D打印陶瓷型芯的鑄造工作，制備出了合格的高壓渦輪導向葉片，本次3D打印陶瓷型芯的成功應用，屬于行業首例。

   △本次用來澆注的3D打印陶芯

   △脫芯后

   △葉片解剖

用到的陶瓷3D打印設備

JH-C250是西安國宏玖合科技有限公司全自主研發的一款陶瓷3D打印設備，該設備利用紫外光作為光源，使用下沉式DLP面曝光投影技術，對光進行精密控制以重復顯示全數字化的圖像進行成形。該設備采用雙DLP光機拼接，最大成形尺寸250mm*250mm*370mm,Z軸重復定位精度≤0.1mm，可成形氧化鋁、氧化硅、氮化硅等多種材料，專注于陶瓷產品的批產工業化應用。在工程應用中，設備解決了大幅面液面張力問題、3D打印臺階紋等問題，提高了大尺寸零件的打印穩定性及成形產品的表面穩定性。


關于國宏天易
西安國宏天易智能科技有限公司成立于2017年10月，位于西安市，現有生產面積6000余平米，公司為西安交通大學的產學研合作企業、陜西省快速制造工程技術中心的共建單位，以金屬增材制造服務、陶瓷增材制造兩大核心產品為支撐。西安國宏天易智能科技有限公司下轄的全資子公司西安國宏玖合科技有限公司，專注于陶瓷增材制造、陶瓷增材制造裝備研發，集設計優化、組分設計、工藝開發、裝備研發、生產服務、特種檢測為一體，最終實現功能特性一體化，且已解決行業內痛點、難點問題，形成一套自主可控的體系鏈，并具備工業化批產制造能力，能實現穩定的工業化產品服務，同時可為客戶提供定制化的工業級陶瓷增材制造裝備。

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