Lithoz与ORNL在高温陶瓷3D打印领域开展合作

在材料科学和增材制造领域，奥地利陶瓷3D打印先驱Lithoz（俐陶智）和美国能源部橡树岭国家实验室（ORNL）宣布了一项合作。双方的合作旨在推进AM领域的发展，尤其侧重于开发可承受极端温度的非氧化物陶瓷。这种合作关系将开创高温材料加工的新纪元，对航空航天和国防、能源、采矿、太空探索、石油和天然气，甚至医疗保健领域的先进假肢和手术工具等各行各业都将产生重大影响。

双方是根据合作研发协议（CRADA）进行合作的。CRADA是一种战略合作机制，允许联邦实验室和非联邦实体在研发项目上进行合作。在CRADA框架下，Lithoz和ORNL将充分利用对方的资源，如人员、专业知识、设备和设施，同时保护各自的利益和知识产权。这种合作关系将充分利用Lithoz先进的3D打印能力和ORNL在高温材料方面的广泛研究专长。

此次合作的核心是Lithoz公司开创性的激光诱导注浆成型技术（Laser Induced Slip Casting，LIS）技术。这种先进的3D打印方法涉及激光浆料干燥，使用计算机控制的激光来塑造液体悬浮固体层。该技术的突出特点是能够生产出传统成型技术无法实现的复杂几何形状和大型部件。

Lithoz的LIS技术尤其适用于处理碳化硅和氮化硅等深色陶瓷。这些材料在要求部件能承受超高温的行业（如航空航天应用）中至关重要。通过打印这些材料，Lithoz的技术为设计和制造高性能部件提供了新的可能性。

工业规模生产
合作的一个关键目标是将超高温陶瓷部件的生产规模扩大到工业水平。这一目标涉及几个阶段，首先是评估使用普通氧化物陶瓷材料的技术能力。这一过程包括从模制部件中打印和剥离氮化硅和碳化硅等主要材料。然后通过烧结将这些物质形成固体材料，烧结过程包括将它们加热到高温。

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合作伙伴计划对打印材料的性能和特性进行严格测试。这一阶段对于确定这些材料在极端环境中的可行性和潜在应用至关重要。该项目将以ORNL多年来在开发和测试高温材料和陶瓷方面的研究为基础。通过将其的专业知识与Lithoz的3D打印能力相结合，试图突破热交换、航空航天和国防应用领域高温陶瓷加工的创新。

研究意义
ORNL研究所在增材制造领域有着丰富的合作历史，它与各行业领导者合作并进行了改进和创新，包括与辛辛那提公司合作开发大型聚合物增材制造系统，与通用电气增材制造公司合作专注于增材制造的工业化、与轨道复合材料公司（Orbital Composites）共同开发用于大批量复合材料制造的突破性技术；与Framatome和田纳西流域管理局（TVA）合作制造核反应堆组件；与BWX技术公司合作开发先进的核反应堆组件。这些联盟为推进3D打印技术在航空航天、移动、能源和核能等多个领域的应用做出了贡献。

与ORNL的许多合作一样，与Lithoz的最新合作代表着在增材制造领域迈出的重要一步。通过重点研究能够承受极端温度的非氧化物陶瓷，这项合作有可能创造出具有前所未有的性能特征的材料。此外，这些进步还能为各种高风险应用带来更高效、更耐用的组件，推动材料科学与工程领域的发展。