Evove如何利用3D打印实现精密过滤膜技术

南极熊导读：粘结剂喷射3D打印技术在面向大规模生产的应用中表现出高效的生产效率和经济性。然而，在使用这项技术制造陶瓷产品时，烧结过程中的收缩变形控制是一个主要挑战。英国3D打印过滤膜公司Evove将通过3D打印技术，解决传统陶瓷制造技术所面临的问题，如收缩、能源密集型热处理以及低生产速度等。

△Evove高级增材制造工程师Richard Finch（左）和首席执行官Chris Wyres（右）

2023年12月31日，南极熊获悉，Evove的首席执行官Chris Wyres和高级增材制造工程师Richard Finch详细介绍了他们的技术平台和应用，以及市场目标。该公司正在开发自己的粘合剂喷射3D打印平台，打算扩大规模，以满足海水淡化、水处理、绿色氢生产以及食品和饮料市场的需求。

下面，Wyres和Finch解释了为什么3D打印和计算流体动力学是其膜产品不可或缺的一部分。

△在 Evove实验室中，将特种涂层应用于膜

Evove的目标是什么？

该公司展示了其两大技术平台的先进性。它们的“增强”系列产品专注于提升现有薄膜的性能，涵盖了氧化石墨烯涂层的应用，这也是该公司业务的起始点。通过运用3D打印技术，该公司制造了可以插入膜层之间的隔片，用以高效管理流体流动。此外，它们的螺旋形3D打印产品被设计为可插入管状膜中，以进一步优化流体动力学。

这些创新技术能够轻松应用于现有的膜系统中，带来显著的性能提升。这些提升包括选择性增加一倍、吞吐量提高至五倍，以及在处理相同体积的流体时能耗降低达80%。这些突破性的改进，显著提升了膜技术在各个领域的应用潜力。

另一个创新产品系列被命名为Separonics，是完全通过3D打印制造的膜，专为特定目的进行精确设计架构。该公司表示，这一进展标志着一项全新的起点，并成立了专门的团队来推动该计划的发展。

主要是化学反应，而不仅是物理反应。Finch解释，Separonics采用一种反应性粘合剂喷射工艺，与传统的打印聚合物粘合剂不同，它是一通过在陶瓷上打印反应性粘合剂实现了陶瓷的粘合。粘合剂含有填充粉末床内空隙的颗粒，这不仅使生坯部件更为致密，还降低了烧结所需的热预算，提高了商业可行性。此外，该工艺减少了后处理时间，使其在商业上更具实用性。

3D打印对螺旋插入件和隔片部件的影响

Finch表示，对于隔片而言，他们成功将特性降低到数十微米，这将带来显著的性能提升。他们目前正在将这一创新转移到高吞吐量流程中，并通过增材制造取得了成功。这不仅能够提高性能，还使其具有灵活性，可以根据客户的应用进行定制，与传统的隔片或网状结构相比具备更大的优势。该团队正在以飞速的进展推动这一技术。

Wyres补充道，特别是在海水淡化领域，他们的技术有着重大应用。通过降低海水淡化过程中的能源消耗，他们已经取得了多达30%的减少。考虑到全球对海水淡化的不断增长的需求，这一创新可能会产生巨大的影响。强调了这项技术可能对全球产生实质性影响的事实，并暗示了它在解决现实问题和需求方面的潜力

△该公司开始使用计算流体动力学和AI来加速设计过程并优化膜。然后使用3D打印制造与传统膜相比性能更好的产品

计算流体动力学的重要性以及作用

如果使用传统的隔膜，它们基本上就是挤出的丝状物，除了在两片膜之间提供一个流动通道外，没有其他功能。因此，Evove将生产力完全提升到一个新的水平。通过利用计算流体动力学 (CFD) 和人工智能的精密工程，创建了完全均匀的膜结构，并具有额外的定制功能以实现特定的操作目标，例如数倍的更高通量以及更高的选择性。

提高膜生产率的障碍在于其结构。它们在孔径和分布方面的固有缺陷意味着它们很快就会达到其操作极限。因此，它们的使命是制造完美的膜。

Wyres表示，整个生成设计过程确实加快了我们完成最终产品的时间。我们现在正忙于投资并扩展该技术。