Как работает технология керамической 3Д-печати

Керамическая 3D-печать: преимущества и материалы

SLA керамика (Ceramic Stereolithography)
Лазерная стереолитография — технология отверждения жидкого фотополимерного материала под действием лазера. Используется для изготовления функциональных прототипов, высокоточных объектов с мелкими деталями и гладкой поверхностью, выжигаемых мастер-моделей, прозрачных изделий. Когда речь идет о печати с использованием керамических материалов, процесс немного отличается от традиционной SLA-печати с полимерами.

Керамическая 3D-печать вытесняет традиционные методы благодаря оперативному внесению конструктивных изменений и возможности модифицировать сырье добавками для получения уникальных свойств.

Ключевые преимущества технологии:

Создание сложных геометрических форм

Высокая прочность и износостойкость изделий

Малый вес деталей

Устойчивость к экстремальным температурам

Отличные диэлектрические свойства

Химическая инертность к агрессивным средам

Биосовместимость и радиационная стойкость

Основные материалы для 3D-печати — керамические порошки, которые замешивают в пасту:

Оксид алюминия: высокая прочность, теплопроводность и химическая инертность

Оксид циркония: применяется в топливных элементах

Гидроксиапатит: биосовместим, близок по составу к костной ткани (медицина)

Нитрид алюминия: отличные электроизоляционные характеристики

Нитрид кремния: устойчивость к тепловому удару и коррозии

Диоксид кремния: используется в литейном производстве

Как работает технология керамической 3D-печати:

1. Подготовка модели: Создание и экспорт 3D-модели в формате STL
2. Подготовка материала: Использование керамической фотополимерной смолы/суспензии/пасты, содержащей керамические частицы (около 50 объемных или 80 массовых %).
3. Печать: Принтер Прокерамика-170 наносит слои материала с помощью ракеля-лезвия, отверждая их с помощью УФ-лазера, слоями толщиной 20-50 мкм.
4. Постобработка: Удаление незатвердевшего материала сжатым воздухом и растворителем и (иногда) дополнительная полимеризация под УФ-светом.
5. Отжиг: Удаление органической матрицы в печи при температуре 500-600 С с последующим предспеканием до 1000 С для получения минимально прочной керамической детали.
6. Финишное спекание: Для получения керамики требуется спекание до температур 1400-1800 С (в зависимости от типа керамики) в специальной печи. Достигается плотность 95-99 % от теоретической, а поры практически исчезают

Шлифовка и отделка для достижения требуемого внешнего вида не требуется в 80% случаев. На выходе из печи уже имеем шероховатость поверхности до 3-4 мкм и точность до 100 мкм
Преимущества: высокая точность, разнообразие материалов и отсутствие поддерживающих структур

Где применяется керамическая 3D-печать?

Машиностроение
Форсунки, подшипники, запчасти, функционирующие при значительных нагрузках и в агрессивной среде

Аэрокосмическая отрасль
Элементы спутников, детали для двигателей самолетов, стержни для лопаток турбин двигателей самолетов

Литейная промышленность
Формирование точных заготовок объектов сложной конструкции

Медицина
Коронки, имплантаты костей, инструменты, лицевые имплататы

Атомная и химическая промышленность
Детекторы, мембраны, катализаторы, изоляторы

Электроника
Подложки, системы отвода тепла и охлаждения

Промышленный 3D принтер Прокерамика-170 стал первым российским 3D-принтером от стартапа «Прокерамика» для трёхмерной печати изделий из технической керамики. Особенностью устройства является использование УФ-лазера и уникальной ракельной системы, позволяющей изготавливать модели из керамики с высокой точностью и гораздо экономнее чем на оборудовании 3DCERAM. Модель получила большое внимание на выставке Металлообработка-2025 и позиционируется как готовый инструмент для работ с керамикой в авиастроении, химической промышленности, медицине, часовом и ювелирном деле, для выпуска сложных электронных компонентов.

Технологические особенности печати
В основе стереолитографической технологии 3D-печати керамических изделий лежит метод послойного отверждения УФ-лазером специальной керамической пасты. После построения детали в принтере она очищается от остатков неполимеризованной пасты и промывается в специальной станции очистки. После 3D-печати деталь должна пройти этап выжигания фотополимера. Когда фотополимер удален, деталь снова помещается в печь – теперь уже для осуществления процесса спекания керамики, который происходит при температуре до 1400-1800 C.

3D принтер Прокерамика-170 позволяет изготавливать изделия с высоким качеством поверхности, шероховатость которой не превышает 3-4 микрона. Механическая обработка практически не требуется

Модуль установления параметров обладает открытой архитектурой, благодаря чему можно применять разные материалы, в числе которых и новые экспериментальные пасты (при согласовании с производителем). 3D принтер комплектуется и модулем для уменьшения зоны печати до диаметра 100 мм. Это позволяет оптимизировать расход пасты во время тестов 3Д-печати.

3D принтер Прокерамика-170 имеет размер рабочей зоны диаметром 165 мм и высотой до 150 мм.

Особенности 3D-печати:

Керамическая 3D-печать позволяет получать свойства, практически идентичные тем, что получаются при традиционных технологиях;
Вы можете создавать изделия сложной и нестандартной формы;
3D-печать сокращает время на производство изделий;
Полностью отсутствует необходимость использовать форму для отливки;
Производство как единичных, так и мелкосерийных партий изделий.
Преимущества
Большая площадь печати с возможностью конфигурации платформы диаметром от 100 мм до 165 мм;
Высокое латеральное разрешение — 45 мкм (размер пятна лазера);
Одинаковая мощность UV-источника при печати — однородность усадки;
Бесконтактные поддержки;
Высокое качество поверхности до 3-4 мкм;
Большая концентрация порошка в пасте (80% масс) и умеренная усадка во время спекания (менее 20%);
Открытая система
Программное обеспечение Триангулятика из реестра российского ПО:

Расходные материалы:
Гидроксиапатит — материал, по химическому составу идентичен костной ткани и зубной эмали. Применяется в медицине (имплантнологии, остеопластике) и в стоматологии; В разработке

Алюмина (Оксид алюминия, Al2O3) — легкий и прочный материал, электрический изолятор с высокой теплопроводностью, твердостью и износо- и химостойкостью, абразив. Подходит для многих применений, в основном, в области электроники и машиностроения; Выпускается с 2024 года

Циркония (Оксид циркона, ZrO2) — более прочный материал, обладает высокой термостойкостью, хорошей твердостью и химо- и износостойкостью, что делает его идеальным для 3D-печати, например, ювелирных украшений. Применяется в ювелирном производстве, медицине, а также в машиностроении; Выпускается с 2025 года

Нитрид кремния (Si3N4) — один за наиболее твердых типов керамики, превосходное сопротивление температурным перепадам, износу, коррозии, низкое термическое расширение, высокие диэлектрические свойства. Применяется в промышленности. В разработке (2026)

Оригинальные расходные материалы
Компания Ретех является единственным в РФ серийным производителем и разработчиком керамических паст и суспензий для 3D-печати и рекомендует заказывать расходные материалы напрямую у производителя.

Сервисное обслуживание и гарантия
Компания осуществляет полный цикл обслуживания и обучения сотрудников, проведение ПНР при покупке принтера и оказывает как гарантийное, так и пост-гарантийное обслуживание керамических аддитивных установок. Гарантия на материалы сомтавляет 6 месяцев, на оборудование — 12 месяцев

Гарантийным случаем является выход из строя или критичные отклонения в работе, как оборудования в целом, так и какой-либо из его запасных частей при условии полного соблюдения клиентом правил эксплуатации оборудования, обозначенных в руководстве пользователя, а также отсутствия иных внешних обстоятельств и факторов, прямо или косвенно повлекших возникновение неисправности или отклонения.