Lithoz CeraFab S65 医用 3D 打印机现可实现患者专属陶瓷耳模的工业化生产,采用氧化铝增强锆(ATZ)材料,壁厚可低于 1mm,尺寸精度达 ±50µm,同时保持声道完整。该技术无需支撑结构,支持小批量高精度生产,符合生物相容性和医疗器械标准。相比聚合物或钛金属,陶瓷耳模耐用、可长期佩戴且音质中性,可定制高价值外观设计。此创新展示了陶瓷 3D 打印在患者定制医疗器械和精密听力辅助器件中的广阔应用前景。
瑞士耳模产品制造商 Otoplastisches Centrum GmbH(OC GmbH)与德国服务提供商 CADdent 正在将陶瓷 3D 打印应用于患者专属耳模的生产。
借助 Lithoz 的基于光固化的陶瓷制造(LCM)工艺,通过 CeraFab S65 Medical 3D 打印机,两家公司展示了使用氧化铝增强锆(ATZ)可靠批量生产耳模的可行性。
该工艺实现了小于 1 毫米的壁厚和 ±50 微米的尺寸公差,同时保持对声音传导至关重要的内部通道完整性。由于组件经过无应力烧结,可在无需支撑结构的情况下生产,即便在复杂几何形状下仍然保持稳定。
这种方法也显示出小批量生产的潜力,每个平台最多可生产 15 个 ATZ 耳模。结果表明,其产品符合生物相容性标准,并满足患者定制医疗器械的相关要求。
通过这一方法开发的陶瓷耳模将在 Formnext 2025 上 Lithoz 展位(11.1馆,C35)展示。
OC GmbH 首席执行官 Jurij Belik 补充道:“这些技术成果展示了陶瓷在耳模制造中的独特优势。与聚合物或钛金属不同,陶瓷耳模不仅具有长期生物相容性,还具备出色的耐用性和耐磨性。ATZ 的声学中性确保了音质不受影响,同时材料的美学特性允许定制高价值设计。”

陶瓷 3D 打印耳模系列。图片来源:Lithoz。
医疗应用中的 Lithoz LCM 技术
陶瓷 3D 打印非常适合医学应用,因为其生物相容性和类似骨骼的特性使其能够制造促进再生的定制多孔植入物。同时,它还可实现快速、低成本的患者专属工具和模型生产,从而提高手术效率和效果。
与此相关,Lithoz 在 2024 年芝加哥 LMT Lab Day 展示了其与 Ivoclar 共同开发的锂二硅酸盐牙科 3D 打印材料的新进展,该材料基于 IPS e.max 粉末开发。
该材料旨在用于患者专属修复体(如牙冠和贴面)的批量生产,兼具精准贴合和自然半透明效果。使用 CeraFab S65 Medical 打印机,一次可生产多达 50 个修复体,每天可达 350 个,实现零材料浪费,并比传统方法效率提高八倍。
今年早些时候,这家陶瓷 3D 打印机制造商报告了一项针对 β-磷酸三钙(β-TCP)患者专属植入物的五年临床随访研究,其成功率达 92%。
该研究于 2017 至 2018 年间开展,共 14 名 17 至 57 岁接受颌骨矫正手术的患者参与,结果显示植入物可防止下颌角凹陷,并通过多孔结构支持骨再生,显示出强大的骨传导性和骨诱导性。未观察到术后并发症,表明使用 LCM 制造的 3D 打印 β-TCP 植入物可作为颌骨不规则问题的长期可靠解决方案。

Lithoz CeraFab S65。图片来源:Lithoz。
医疗领域的陶瓷 3D 打印
除了 Lithoz,其他创新者也在医疗领域应用陶瓷增材制造技术。
2020 年,Syqe Medical 采用 XJet 的 Carmel 1400 增材制造系统,该系统使用纳米颗粒喷射(NPJ)技术生产医疗器械陶瓷零件。使用陶瓷材料为 Syqe 新测试设施提供了所需的耐高温和电绝缘性能,解决了其在 PEEK 和传统方法中遇到的问题。
NPJ 打印实现了精细细节、平滑表面和稳定精度,同时可溶性支撑简化了后处理。Syqe 表示,该系统加快了交付速度,设计调整简单,并实现可靠重复性,使陶瓷增材制造成为产品开发的实用高效解决方案。
在科研方面,斯科尔科沃科学技术研究所的科学家开发了一种基于功能表示(FRep)建模的陶瓷骨植入物 3D 打印方法,可生成无错误设计并定制多孔结构以促进组织整合。
这些植入物使用 SLA 机器与陶瓷浆料打印,随后进行脱胶和烧结形成最终结构。测试显示孔径在 440 至 700 微米之间,接近细胞生长的最佳范围,抗压强度达 400 兆帕,与骨小梁相当。研究人员准备了 10 个原型进行动物试验,以评估其临床潜力。