增加鋰供應，實現綠色氫生產，3D打印助力將精密工程過濾膜制造技術推向前沿
近日，由來自硅谷的 At One Ventures 牽頭與AM Ventures共同像3D打印陶瓷膜公司Evove投資了570 萬英鎊，這筆投資使得Evove能夠擴大制造能力，擴大其膜 3D 打印工藝并利用其大量機會。Evove 的膜技術用于滿足各種過濾和分離需求，包括從地熱水中提取鋰，因此將在脫碳經濟中發揮關鍵作用。
大多數膜制造商繼續依賴幾十年的老方法來制造核心基礎技術，這些 1960 年代至今仍在使用的工藝會產生多孔結構，如果在電子顯微鏡下觀察，這些結構具有各種孔徑（左圖），這本身就很難進行精密過濾，這些傳統制造的膜的主動過濾效率僅為 17%。增材制造極大地改變了游戲規則。 1960 年代技術的潛力已經耗盡，但 3D 打印可以在這些現有成熟行業的效率上實現又一次飛躍，與那些較舊的制造工藝相比，性能提高了幾個數量級。
無機陶瓷膜
根據粉體網，陶瓷膜也被稱為無機陶瓷膜，是以氧化鋁（Al2O3）、氧化鋯（ZrO2）和氧化鈦（TiO2）等粉體為原材料，采用特殊工藝制備而形成的非對稱膜。上個世紀80年代，陶瓷過濾膜分離技術作為一項精密的過濾分離技術開始轉向民用領域，被用來取代蒸發、離心、板框過濾等傳統分離技術。90年代，無機膜研究進入以氣體分離運用為主和無機膜分離器—反應器組合構件的階段，給傳統的化學工業、石油化工、生物化工等領域帶來革命性的變化。
陶瓷膜特點及3D打印工藝
陶瓷膜優點如下：
1 熱穩定性好，在400℃一1000℃的高溫下使用時，仍能保持其性能不變，這使采用膜分離技術進行高溫氣體的凈化具有了可能性；
2 化學性質穩定，能耐有機溶劑、氯化物和強酸溶液，并且不被微生物降解；
3 具有較大的機械強度，能在很大壓力梯度下操作，因為其機械性能好，在任何溶劑中不溶脹，能經受固體顆粒的磨損；
4 清洗方便，由于陶瓷膜的高耐腐蝕性，可以用酸溶解固體堵塞物，用堿液清洗油性沉積物；
5 膜的使用壽命長，經過多次的高溫清洗仍能保持分離性能不變，它一般比有機膜的使用壽命長3—5倍；
6 抗微生物能力強，不與微生物發生作用，可在生物工程及醫學科學領域中應用；7 孔徑分布窄，分離效率高，容易控制孔徑大小和尺寸分布，從而有效地控制分離組分的透過率和選擇性。
陶瓷膜應用
數據顯示，僅計算包含市場流通的單陶瓷膜材料，我國陶瓷膜材料的市場規模從2014年的1.28億元上升到2018年的2.03億元。而陶瓷膜系統集成市場規模從2014年的5.56億元上升到2018年的8.52億元。
無機陶瓷膜
增加鋰供應，實現綠色氫生產，At One Ventures與AM Ventures對Evove的投資面向可持續發展實現零碳經濟帶來的巨大機會。Evove的Separonics 產品線商業化的一個重要里程碑， 通過與Desktop Metal旗下的Meta Additive專有的粘結劑噴射和材料技術合作，憑借可擴展且具有成本效益的制造能力，Evove的Separonics產品線用作做氣體、液體、懸浮物、甚至微生物的過濾、隔離和提取，通過3D打印技術，Separonics陶瓷膜產品可以顯著降低的成本，并獲得產品性能提升。
© Evove
粘結劑噴射3D打印技術，從生產效率、經濟性的角度看充分的滿足了面向量產的應用。不過，通過粘結劑噴射3D打印技術制造陶瓷產品的一大挑戰是燒結過程中的收縮變形控制。Meta Additive的非犧牲性粘結劑解決方案使得燒結收縮從20%降到了2%，不僅消除了脫脂步驟的需要，而且還降低了后處理階段所需的熱量水平。在正常打印后，做300℃的熱處理即可，熱處理是為了鞏固和優化一些微結構。
據悉Meta Additive的粘結劑在使用過程中，主要是化學反應，而不僅是物理反應。這是在基于70年代就發明的原子層沉積 (ALD)與化學氣相沉積 (CVD)的科技樹和相關產業成果基礎上，進行的化學技術的研發。這種由分子成分、納米成分和微成分組成的粘結劑，納米顆粒填充在粉末間隙來實現顆粒間結合和滲透，相當于在3D打印過程中將粘結劑均勻無孔地沉積在金屬粉末床顆粒的空隙之間。
利用Meta Additive的粘結劑噴射技術和新型功能粘結劑來提供先進的增材制造解決方案，將使 Evove 能夠消除與傳統陶瓷制造技術相關的問題，包括收縮、能源密集型熱處理和生產速度慢等問題。
Meta Additive的解決方案在生產陶瓷膜具有明顯的優勢，尤其是在具有高溫和酸性流體的惡劣環境中，采用Meta Additive3D 打印Separonics 陶瓷膜意味著Evove可以有效地消除與傳統陶瓷制造工藝相關的挑戰、高成本和碳足跡。此外，3D 打印使得Evove能夠生產新穎的精密工程架構，優化膜的流體動力學和完整性，提供真正改變游戲規則的性能，減少過濾和分離的能源消耗，并延長膜的使用壽命。
(責任編輯：admin)
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