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高技术服务业

需求背景

复杂三维微结构陶瓷器件。高效、低成本批量化制造复杂三维微结构一直被认为是一项国际化难题，也是当前国际上学术界和产业界的研究热点，以及亟待突破的瓶颈问题。陶瓷以其优异的热物理化学性能在通讯、航空航天、能源、环保、生物医疗等领域具有极大的应用潜力。随着这些领域相关技术的快速发展,其核心部件外形结构设计日益复杂,内部组织逐步走向定制化、梯度化。因此，发展能够实现陶瓷复杂三维结构高精度成型的加工技术具有重要的实际意义。

技术指标：XY平面精度10μm，光场均匀性92%，打印幅面50mm×50mm×25mm，图像拼接误差≤10μm，陶瓷器件打印公差±25μm。

需解决的主要技术难题

陶瓷材料微纳3D打印技术需要解决的主要技术难题包括：

1. 材料选择：选择合适的陶瓷材料，具有良好的打印性能和机械性能，同时满足所需的化学、热学和电学性能。

2. 打印精度：实现高精度的微纳3D打印，包括细小结构和复杂形状的打印。

3. 打印速度：提高打印速度，缩短打印周期，增加生产效率。

4. 打印稳定性：确保打印过程的稳定性，避免材料堵塞、断料等问题。

5. 支撑结构：设计合适的支撑结构，以确保打印过程中的稳定性和成功率，并在打印完成后容易去除。

6. 烧结和后处理：开发适合陶瓷材料的烧结和后处理方法，以提高材料的致密度和力学性能。

7. 设备开发：开发适用于陶瓷材料微纳3D打印的专用设备，包括打印头、喷嘴、粉末供给系统等。

8. 成本降低：降低陶瓷材料微纳3D打印的成本，包括材料成本、设备成本和后处理成本。

9. 应用拓展：将陶瓷材料微纳3D打印技术应用于更多领域，如医疗、电子、能源等，开发更多的应用场景。

期望实现的主要技术目标

通过本项目的开展提升我国在通讯、航空航天、能源、环保、生物医疗等目前发展迅速、市场需求较大的精密器件的制造水平，并实现制造成本的大幅降低，也将间接地促进医学给药微针市场的蓬勃发展，间接带动经济效益数10亿元；另外，微纳尺度增材制造技术也使具有高精度和复杂三维微结构的精密原型加工实现成本的大幅降低，并有效提高加工效率。本项目涉及机械、计算机、材料、光学、化学、物理科学等多学科的交叉应用，而我国拥有众多相关行业，如以开立医疗为代表的精密医疗器件制造企业，项目的成功实施可为该类精密制造业企业实现增长盈利上100亿元。

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