新東先進陶瓷公司擴大高性能陶瓷製造規模
催化劑被用於反應器中，以促進或加速氣體或液體的反應，因此在平衡表面積、流動性和耐熱性方面有著獨特的需求。長期以來，工程師不得不做出取捨，在混合效果好的結構、強度高的結構，以及易於製造且可靠的結構之間做出抉擇。新東先進陶瓷公司（前身為博世先進陶瓷公司）決心消除這種妥協，轉而採用一項全新技術——Formlabs 的 3D 列印陶瓷。
自 2016 年起，新東先進陶瓷公司便開始運用 3D 列印技術，為半導體、化工、航太及汽車產業提供具有複雜幾何形狀的高性能陶瓷零件。Formlabs 光固化立體成型（SLA）3D 打印機可實現從原型製作到批量生產的高效、可擴展生產。在 Form 4 SLA 3D 打印機上以 Alumina 4N 樹脂列印的化工業催化劑，充分體現了精準、敏捷的增材製造技術對新東先進陶瓷公司的重要性。
催化劑的設計需求
催化劑被應用於反應器中，以促進或加速氣體或液體的反應。它需要在高溫下承受機械載荷，同時相較於傳統催化劑類型，還需要更大的比表面積。因此，核心挑戰在於材料與結構的交叉點。更優質的催化劑結構意味著更快的反應速率、更高的效率，以及更長的零件使用壽命，從而有助於降低化工生產成本並提升可持續性。
在設計層面，催化劑必須具備大比表面積、良好的流通性能，以及高效的反應物混合能力。傳統催化劑類型存在以下問題：
- 擠壓蜂窩結構：無法實現反應介質的混合
- 開孔泡沫結構：比表面積極不確定且難以量化
- 固定床（鬆散填充形式）：流動性差
週期性開放孔隙結構對於催化劑作為化學反應過程中催化活性材料載體結構的性能至關重要。新東先進陶瓷公司的工程師最終找到了解決方案——創造出由 2 毫米細杆組成的金剛石結構，模擬鑽石中的原子鍵合方式。氣體或液體流經這一高度多孔的結構時，一旦與塗覆在表面的催化劑接觸，便會相互發生反應。與泡沫催化劑或由鬆散填充形式（固定床）製成的催化劑不同，金剛石結構具有精確定義且可重現的幾何形狀，非常適合 3D 列印，並能實現零件之間的一致性。
概念驗證催化劑最初以塑膠列印後進行塗層，但該材料未能達到所需的機械性能——此時，Alumina 4N 樹脂應運而生。
直接列印氧化鋁
Alumina 4N 樹脂能夠直接 3D 列印出純度達 99.99%、相對密度達 98.6% 的高純度氧化鋁技術陶瓷。該材料在極端環境中表現卓越，具備出色的耐熱性、高硬度、耐磨損性、高機械強度以及化學惰性。
藉由消除塑膠基材和後塗層步驟，新東先進陶瓷公司精簡了生產流程，提升了機械可靠性，並實現了陶瓷催化劑的真正批量生產。以 Alumina 4N 樹脂列印的零件須使用陶瓷清洗液進行清洗、乾燥並燒製。由於 Alumina 樹脂由 Formlabs 為 Form 系列 3D 打印機專門調配，其精確的收縮率已明確可知，且該材料充分發揮了 Form 4 的 LFD 技術，實現了高精度列印。新東先進陶瓷公司可達到低於 200 µm 的公差，而客戶要求的公差為標稱尺寸的 0.5%——充分證明了其製造精度。
尺寸：直徑 8 公分，高度 10.1 公分｜重量：313 克｜以 Alumina 4N 樹脂在 Form 4 上列印
敏捷、經濟的生產擴展
對新東先進陶瓷公司而言，選擇增材製造不僅僅是為了設計自由度和生產複雜幾何形狀的能力——Form 4 與 Alumina 4N 樹脂同樣是一套具有經濟效益的生產解決方案。
與粉末或液體陶瓷加工領域的其他製造解決方案相比，Form 4 具有顯著的成本優勢。透過增加打印機數量來實現擴產，也意味著更低的前期投入成本。一台打印機可能足以滿足原型製作需求，而擴大生產產能只需在成型平台上增加更多零件，或每天執行更多列印任務即可。在與原型製作相同的打印機上進行量產，意味著無需改變生產方式——產品將按預期製造，設計或材料均無需任何變更。