精密陶瓷3D打印，破解高频微型化制造难题

高频场景下，高介电常数、低损耗氧化铝陶瓷成为波导器件微型化核心材料，相较空气空心波导，可大幅压缩传输结构截面尺寸，却因陶瓷硬脆难加工、内部异形通道无法一体成型、多层装配精度难以把控，长期卡在量产落地与性能优化瓶颈，行业亟需一套兼顾超高精度、复杂成型、一体化集成的全新精密制造方案。

深耕微纳3D打印领域多年，摩方精密早已在氧化铝、氧化锆、陶瓷前驱体等多体系陶瓷增材制造积累深厚技术沉淀与大量落地案例，从超高精度陶瓷点阵结构、微型微波谐振器、半导体陶瓷中介层，到超薄齿科陶瓷修复体，持续以创新的面投影微立体光刻（PμSL）技术突破传统陶瓷加工物理边界，实现微米级特征、超高尺寸一致性、复杂内腔一体成型，为高频电子、精密医疗、航空航天多领域攻克陶瓷精密成型难题。

随着毫米波系统集成度不断攀升、外形尺寸持续压缩，氧化铝这类高介电、低损耗优质陶瓷，能让导波结构截面尺寸远小于传统空气空心波导，成为紧凑型高频核心组件的优选材料。

近日，国际精密制造商Horizon Microtechnologies，基于摩方精密微纳3D打印技术搭建全套高精度陶瓷增材制造链路，完成了毫米波陶瓷基无源器件的制备。针对毫米波器件严苛的精度和公差管控要求，摩方微纳3D打印系统可精准打印内外几何精密的陶瓷素坯，其高公差控制能力有效避免细节差异引发的性能问题。

左图：陶瓷金属涂层波导及天线组件，包含介质杆天线、波导滤波器与馈电波导。右图：正交模转换器，采用整体式氧化铝填充波导结构，表面经金属涂层处理。（氧化铝基体（左侧）经打印烧结成型，内部预制有定制狭缝；经金属涂层后（右侧），该结构可在两侧端口/臂之间实现极化分离功能。

依托摩方microArch® S240（精度：10μm）3D打印系统优势，Horizon成功一体成型制备包含波导通路、转接结、集成滤波结构在内的全复杂陶瓷异形结构，这类一体化整体构件，采用传统陶瓷切削加工、分段拼接组装方式几乎无法实现，不仅成型难度很高、良品率极低，还会因拼接缝隙产生信号损耗、装配错位引发性能偏移。

打印成型后的陶瓷坯体经过高温致密化烧结，完整保留打印原生超高尺寸保真度，同时赋予器件适配高频工况的优异力学强度与稳定介电特性，从材料成型到结构定型全程严控性能一致性。烧结完成的陶瓷结构体，再进行全域或局部高导电精密金属涂层处理，打造表面平滑、电气连续的功能性介质负载波导部件，一次性整合波导、天线、滤波器多重核心功能于单一紧凑构件，规避多组件对位误差，大幅简化整机装配流程、缩短研发验证周期。以Horizon制造的50GHz陶瓷负载集成模组为例，相较同规格传统空心空气波导系统，三维尺寸均缩减约3倍，同时始终保持优异稳定的毫米波电磁传输性能。

从过往各类高精度陶瓷微结构、微波介质器件量产应用，到当下毫米波一体化陶瓷波导核心突破，摩方精密始终以微纳3D打印硬核实力，持续突破陶瓷材料高频应用边界，用一体化精密制造解决方案，破解射频器件小型化、高精度、高集成行业难题，促进全球微精密陶瓷增材制造技术向前发展。