碳化硅陶瓷與3D打印技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用

半導(dǎo)體裝備用陶瓷部件，在物料純度、尺寸精度、機(jī)械性能、熱性能、電性能等方面有較高的要求。碳化硅陶瓷是一類被市場(chǎng)驗(yàn)證過(guò)的性能優(yōu)異的符合半導(dǎo)體裝備部件用的材料，在陶瓷機(jī)械臂(剛度、耐磨性）、晶舟(純度、高溫力學(xué)性能）、冷盤（導(dǎo)熱性、剛性）、工作臺(tái)（尺寸精度、執(zhí)穩(wěn)定性）等部件上有重要應(yīng)用。

但面對(duì)大尺寸、復(fù)雜結(jié)構(gòu)、短制造周期、高穩(wěn)定、低成本的市場(chǎng)需求，傳統(tǒng)的碳化硅陶瓷的制造工藝已經(jīng)遇到瓶頸。采用增材制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)子碳化硅陶瓷半導(dǎo)體裝備陶瓷部件制造技術(shù)的突破。

3D打印成形的半導(dǎo)體裝備碳化硅陶瓷部件，根據(jù)不同的尺寸、形狀和目的需求，經(jīng)過(guò)3D打印成型、反應(yīng)燒結(jié)、精加工處理得到的高純度、高溫定性、高熱導(dǎo)、耐高溫、耐摩擦磨損性能優(yōu)異的產(chǎn)品，可滿足半導(dǎo)體裝備陶瓷部件眾多應(yīng)用場(chǎng)景需求。此系列產(chǎn)品，生產(chǎn)周期短、標(biāo)準(zhǔn)化、批量化，并可實(shí)現(xiàn)更適宜于半導(dǎo)體行業(yè)高效高質(zhì)生產(chǎn)的差異化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

通過(guò)3D打印技術(shù)，我們可以根據(jù)不同的尺寸、形狀和功能需求，設(shè)計(jì)并制造出高純度、高溫穩(wěn)定性、高熱導(dǎo)率、耐高溫、抗磨損性能優(yōu)異的碳化硅陶瓷部件。這些部件不僅滿足了多樣化應(yīng)用需求，而且其生產(chǎn)周期短、標(biāo)準(zhǔn)化、可批量生產(chǎn)，能實(shí)現(xiàn)差異化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，更適應(yīng)各種行業(yè)的高效、高質(zhì)量生產(chǎn)需求。

圖片拍攝于寧波伏爾肯展臺(tái)

此外，基于PEP（Powder Extrusion Printing）技術(shù)，我們可以通過(guò)“3D打印+粉末冶金”的方式，制造出具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的陶瓷和金屬產(chǎn)品。這些產(chǎn)品具有一致且優(yōu)良的性能，可以有效減少制作周期和生產(chǎn)成本。

碳化硅材料制舟托、舟盒、管件制品等熱穩(wěn)定性能好、高溫使用不變形、無(wú)有害析出污染物、熱膨脹系數(shù)適配性好、維護(hù)成本低、使用壽命長(zhǎng)，具有替代存量石英材料的能力。PEP技術(shù)結(jié)合反應(yīng)燒結(jié)工藝制造碳化硅品舟，為品網(wǎng)教具的靈活結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了支持，有效減少制作周期和生產(chǎn)成本。

PEP(Powder Extrusion printing)技術(shù)是升華三維獨(dú)創(chuàng)的“3D打印+粉末冶金”相結(jié)合的陶瓷&金屬間接3D打印工藝。采用顆粒材料熔融擠出方式,實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)陶瓷&金屬產(chǎn)品的無(wú)?；苽?。在得到具有一定密度和強(qiáng)度的生壞后,再通過(guò)脫脂和燒結(jié)工藝可獲得性能一致且優(yōu)良的產(chǎn)品。

空間反射鏡是由升華三維基于PEP工藝制造的大尺寸、輕量化、一體化設(shè)計(jì)的近凈成型碳化硅陶瓷復(fù)雜結(jié)構(gòu)部件,致密度可高達(dá)99%,機(jī)械性能穩(wěn)定。有效促進(jìn)了遙感衛(wèi)星發(fā)展和空間基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)可大幅降低成本,縮短研發(fā)生產(chǎn)周期,在商業(yè)航天領(lǐng)域發(fā)展最快的遙感衛(wèi)星上有巨大市場(chǎng)空間。

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