3D打印陶瓷新材料即将亮相：轻量化、散热、热稳定三不误！
铝基碳化硅是把碳化硅颗粒均匀分散在铝合金基体中形成的新型复合材料。其密度仅3.0–3.2g/cm³，比钢轻近六成、比钛合金轻三成，兼顾金属韧性与陶瓷高性能，称得上是轻量化、散热、热稳定三不误的关键材料，因此它已经成为航空航天、电子封装、新能源汽车等领域不可缺少的核心材料。
本届TCT亚洲展，乾度高科将携核心设备与该材料的3D打印实物样件亮相。
核心优势：轻量化、散热、热稳定
在热学性能上，AlSiC的热导率一般在170–250W/(m・K)；线热膨胀系数可在6.5-12×10⁻⁶/K范围内调控。能和芯片、陶瓷基片实现良好的热匹配，减少热疲劳失效，甚至可直接贴装功率芯片；它的导热率是可伐合金的十倍，散热效率极高，能显著提升元器件可靠性。作为复合材料，它的性能可按需定制，实现真正意义上的 “量体裁衣”，这是传统金属或陶瓷材料难以做到的。
在轻量化方面，它的材料密度大约3.02g/cm³，比钛合金轻约30%，不到Cu/W的1/5，非常适合航空航天、便携设备等对重量敏感的场景。
在力学性能方面，它的抗弯强度可达500MPa；比刚度在电子材料中处于顶尖水平，是铝的3倍、W‑Cu和可伐合金的5倍、铜的25倍，抗震性优于陶瓷，在航天、汽车等振动恶劣的环境中极具优势。
铝基碳化硅样件
性能可设计，按需定制
铝基碳化硅的一大亮点是性能可设计性强。通过调整SiC颗粒的体积分数、粒径、配比、分布形式，以及更换不同牌号的基体铝合金，就可以对热膨胀、导热、强度、模量等关键指标做定向优化，以此适配不同的使用场景。按照SiC增强相体积分数划分：
低于25%为低体分，保留了铝合金较好的韧性与加工性，侧重提升模量、强度与抗疲劳性，多用于承载结构件；
25%–45%为中体分，模量、硬度、热膨胀特性更优，强度依旧很高，可作为结构功能一体化材料；
50%–80%为高体分，模量更高、热膨胀更低，导热能力往往优于铝合金，多用于电子封装等散热与功能件。
AlSiC针翅式IGBT散热器，来自网路
传统工艺遭遇瓶颈
因为铝基体和SiC颗粒热膨胀系数差距较大，材料在制备、热处理冷却过程中，容易产生复杂的残余应力，会对性能和尺寸稳定性造成影响。
此外，粉末冶金、铸造等传统路线，面对硬度高达9.2莫氏的碳化硅，在加工复杂结构件时极易崩边、开裂，成品率很低。生产周期动辄数周甚至数月，跟不上现代制造业的快速迭代需求。复杂流程加上低良品率，让成本居高不下，价格达到常规铝合金的数倍甚至几十倍，极大限制了普及。同时，传统工艺无法一体成型复杂内部结构，很多创新设计都因工艺限制无法落地。
碳化硅及其复合材料的研磨加工
乾度高科3D打印解决方案
针对这一行业痛点，乾度高科推出自主研发的CeraStation 160与CeraLab P60陶瓷3D打印机，专门适配碳化硅坯体打印。
CeraStation 160面向科研与工业化量产，成型尺寸160×100×200mm（长×宽×高），横向曝光分辨率62.5μm，Z 向重复定位精度±1μm，批量打印效率提升40%，可轻松实现高精度、大尺寸复杂结构成型。
CeraLab P60则针对研发与小批量试制，成型尺寸64×40×100mm，横向曝光分辨率50μm，配备抗干扰控制系统与开放式材料开发模块，适合快速打印精细结构，支持材料与工艺快速迭代。
除此之外，乾度高科还掌握核心浆料制备技术，将碳化硅粉体与光敏树脂按专属配方混合，制备出低黏度、高固相含量的专用打印浆料，固相体积分数可达 40%–55%，为高精度稳定打印打下坚实基础。
刚打印完成的SiC坯体中含有大量光敏树脂，必须经过高温脱脂处理。通过高温炉分段控温加热，去除有机物、释放残余应力，得到结构适配的多孔碳化硅骨架，为后续熔渗做好准备。乾度高科与科研机构合作优化工艺参数，采用阶梯式升温方案，最大程度降低坯体变形、开裂风险。
脱脂后的骨架放入熔渗炉，将铝合金熔融后，依靠毛细作用使铝液充分填充骨架孔隙，最终得到致密均匀的AlSiC制件。乾度高科对温度、压力、保温时间等关键参数精准把控，保证铝液与SiC骨架充分结合，产品抗弯强度超500MPa，热导率稳定在170W/m・K 以上。
和传统工艺相比，乾度高科3D打印方案的优势十分明显：生产周期从数周数月压缩到几周，效率提升数倍；制件致密度、均匀性、力学与导热性能更稳定；3D打印大幅减少后续机加工，数字化无模生产降低模具成本与材料浪费，整体成本下降60%以上。
目前，这套技术已在多个领域积极开展产业化应用：航空航天方面，所定制的结构件经拓扑优化后，轻量化率达35%，保证光学器件在极端温差下稳定工作；电子封装领域，为电力电子企业生产的微通道IGBT基板，散热能力比传统铜基板提升40%以上，重量减轻60%，成本降低30%。
光固化工艺制备铝基碳化硅件
2026年3月17—19日，上海TCT亚洲展即将拉开帷幕。乾度高科将携旗下 CeraStation 160、CeraLab P60两款陶瓷3D打印设备，以及铝基碳化硅打印件亮相本次展会。现场观众可以直观地体验设备强悍的性能，近距离观察高精度、复杂结构的打印件品。
乾度高科的技术专家也会在现场向大家讲解技术原理、完整工艺流程以及应用案例。不管是从事科研工作的专业人士，还是关注前沿技术的爱好者，都非常值得来现场看一看。
注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。#陶瓷 #3D打印
