一家做了22年的光固化3D打印的公司,为什么中途再做“陶瓷3D打印”?
数造科技在很多同行或客户的眼中是”工业级 3D 打印机厂商”。但随着3D打印的发展,陶瓷材料由于具有耐高温、耐腐蚀性、高耐磨及特殊的物理性能 ,也进入了3D打印材料大军中,陶瓷3D打印的高难度是业界公认的难题,其本质上是用高精度的“加法”制造,去挑战一种天生为“减法”而生的脆硬材料。从配料、打印到烧结,每一步都是对材料、设备和工艺的极限挑战。为什么数造科技会从光固化树脂3D打印转做陶瓷呢?这与市场的竞争和需求及创始人赵毅博士深厚的光固化技术功底和攻艰克难的性格分不开的,所以,数造科技不再仅单依靠树脂一条线,现在树脂和陶瓷3D打印产线各占一半。
先说下国内的光固化技术是从哪来的?
早在1994 年,西安交通大学卢秉恒院士团队开始做光固化 3D 打印技术攻关。那时候国内在这个领域基本是空白——SLA 在国外已经商业化了,但价格很高,中国一台都没有。我们的创始人赵毅博士当时是这个团队的主要成员之一,参与做出了国内第一台激光固化 3D 打印机。
这件事后来拿了国家科学技术进步奖二等奖。项目名称是《快速成形制造若干关键技术及其设备》,证书号 J-216-2-08-R07,国务院 2001 年 1 月 3 日颁发。
国家科学技术进步奖证书
讲这段不是为了摆资历。是想说明一件事:我们对光固化的理解,是从原理层面开始的,不是从拆机器开始的。
这个区别在陶瓷线上体现得特别明显。后面会讲到。
2004 年公司成立。赵毅博士当时在上海交大任教,就提出过一个叫”3D 数字化制造”的概念——用数字模型把设计、扫描、成形、检测串成一个闭环。所以公司一开始就不只做打印机,也做三维扫描仪。这个技术后来拿了上海市科学技术奖。
22年,4个阶段
1994–2003 突破期。 做出国内第一台 SLA。这个阶段积累的不是产品,是对光固化成形机理的理解。
2004–2014 产业化期。 公司成立,三维扫描仪产业化,同时把 3DSL 系列 SLA 光固化设备做起来,形成 360/600/800/1600 四档幅面。数字智能变光斑、树脂槽升降式液位控制、大小槽嵌套结构,都是这个阶段定型的。也是在这十年里连续3次拿到国家高新技术企业和2次上海市”专精特新”。
2015–2022 确权期。 这个阶段我们做了一件当时看起来”不划算”的事——把设备送去做第三方检测。2018 年 5 月,3DSL 系列送国家增材制造产品质量监督检验中心(江苏),按 JB/T 10626-2006 做成型精度检测,44 项检验项目全部合格,报告编号 2018PZWA00036。
为什么说不划算?因为当时市场根本不看这个。客户问的是价格和交期,没人问你有没有 CMA 报告。
但我们后来发现这件事的价值不在当时,在现在。同期还参与了几项标准的起草,从”按标准做设备”变成”参与写标准”。
2023 至今 双线期。 陶瓷线成型。
为什么要做陶瓷3D打印?
外面有人说数造科技是因为树脂3D打印机竞争激烈才转做陶瓷的。这话对了一半。
我们没有”转”,树脂线一直在做,现在也占一半业务。
陶瓷光固化和树脂光固化,成形原理是同一个。都是紫外光逐层固化。我们手里最值钱的资产就是对这个原理的理解,那么把它往更难的材料上延伸,是最顺的一条路。
另一方面,进口陶瓷3D打印设备价格高昂,就象90年代的光固化树脂机,陶瓷3D打印在欧美国家据说按100美金一克来卖,我们的创始人赵毅博士偏不信这个邪,决心要打破国外技术垄断。既然核心原理相通,我们便依托在光固化领域深耕多年的技术积累,攻克陶瓷浆料配方与打印工艺难题。这不仅是为了降低成本,更是为了让这项前沿技术真正落地,服务于更广泛的工业制造场景。但”顺”不等于”容易”。
陶瓷比树脂难在哪,做过的人都知道:
树脂机打完,清洗、二次固化,零件就能用了。陶瓷机打完只是个生坯——里面全是有机粘合剂,得先在 25–550°C 慢慢脱脂把有机物排干净,再上到 1500°C(氧化锆)或 1650°C(氧化铝)烧结。这一整套含降温下来 24–50 小时。而且零件会缩 15–22%。
打印精度再高,烧结变形失控,全白搭。
浆料也是个坎。光敏树脂粘度就几百 cP,我们的氧化锆浆料是 2000–10000 cP,固含量 45/50 vol%。这个粘度下,铺展、沉降、团聚、紫外穿透深度,全是问题。树脂机那套供料结构直接拿来用,根本跑不通。
这几年我们主要在解决的就是这些工程细节:
• 浆料分散不均 → 超声搅拌成形机(实用新型 ZL 2023 2 0773896.1)
• 高粘度层间铺展 → 涂覆刮刀装置(实用新型 ZL 2023 2 1572789.9)
• 生坯与平台的附着分离 → 静电吸附构建平台(发明专利 ZL 2023 1 0296785.0)
这些专利号都能在国家知识产权局官网按号查。
2024 年 7 月,3DCR 光固化陶瓷打印机送检,48 项成型精度检验项目全部合格,报告编号 2024PZWA20985,CMA + CNAS 双标识,验证码 18838533 可以在线核验。报告覆盖 2±0.1mm、48±0.1mm、120±0.2mm 三个尺度档位——单档合格说明不了问题,跨尺度稳定才算数。
到这一步,陶瓷线才算成熟。
现在两条线各是什么样
3DCR 陶瓷线: 100/200/300/500 四个档位,目前最大幅面 450×450×400mm,更大可定制。
这个系列最不一样的地方是激光和数字光在同一台设备里可以切换。行业里通常是二选一:SLA 细节好、适合大件;DLP 面曝光、小件批量快。选了就锁死了。我们的做法是让设备去适配零件,而不是让零件迁就光源。
档位做全也是有原因的。客户在实验室验证完要扩产,如果供应商没有更大的机型,就得换品牌——换品牌意味着浆料、曝光参数、脱脂曲线、烧结制度、收缩补偿系数全部重来。前面投入的工艺成本作废。这个坑我们见过太多次了。
光固化陶瓷3D打印
3DSL 树脂线: 360/600/800/1600 四档幅面。
树脂线我们不打价格战,只做两件事:大尺寸制件,和材料研发平台。后者靠的是大小槽嵌套结构——一台大幅面设备,可以换上小树脂槽和小成形平台做新配方小样试验。做材料研发的机构应该懂这个价值:不用为了试一款新配方清空整槽树脂。
3DSL-600型树脂光固化3D打印机
数瓷浆料: 氧化铝、氧化锆已不断交出产品,客户回头率90%以上,2025年的客户基本上2026年大都出现了,我们是以陶瓷3D打印不再仅能在实验室出现,更是面向生产应用的产品。
为什么自己做浆料?因为陶瓷 3D 打印的成败不在打印这一个环节,而在浆料流变特性、曝光参数、脱脂曲线、烧结制度这几者的耦合。这几样如果分属不同供应商,出了问题连责任都界定不清。
陶瓷现在在什么客户手里?
央企军工单位、电力系统的国家级科研机构、高校和科研院所,以及汽车、半导体设备、机器人、电子化工能源这几个行业的企业。
零件的共性很清楚:模具脱不出来,机加工进不去。

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