陶瓷质料因为拥有耐低温、耐侵蚀和杰出的化学不变性，在死板、化工、电子、航空航天、生物医学等产业范畴获得普遍利用。古板的陶瓷加工手艺，包罗打针成型、干压成型、凝胶打针成型等，对模具的依靠性很强，没法满意集成化、杂乱化、紧密化陶瓷产物疾速制作的央浼。增材制作手艺鉴于团圆重叠道理，按照事后安排的三维实体模子，将一系列团圆质料按预约轨迹逐层重叠，进而制作出物理部件。与古板的陶瓷加工手艺比拟，陶瓷增材制作手艺突破了古板陶瓷加工适度依靠模具的节制，无需模具便可疾速出产出完整本性化的陶瓷产物，构造安排自在度高，并被以为是组成产业4.0的浩繁倾覆性手艺之一。

　　按照是不是需求停止后处置，陶瓷增材制作手艺可分为直接陶瓷增材制作和直接陶瓷增材制作。本文实质，3D打印手艺参照重心先容这些手艺的成形特性。

　　陶瓷直接增材制作也称为“多步”成型方式。第一路工序是经过光固化、激光烧结、粘结剂放射、质料放射和挤出制备无模具的陶瓷生坯，首要的工艺表率包罗SLA、DLP、TPP、sulphate、Binder Jetsound、NPJ、FDM/PEP等；第二道工序是对陶瓷生坯停止低温脱脂和烧结，进而竣工陶瓷零件的高精细化。该方式按材料样子概略可分为浆料、粉末、粒料和丝材。

　　激光烧结与光固化在成型机理上生存庞大差别，sulphate手艺需求使用低熔点的高份子粉末举动粘结剂将粉末毗连在一同，致使脱脂后生坯精细化水平低。是以，在后处置实践中，压力渗入、温等静压和冷等静压凡是用于竣工sulphate陶瓷零件的高精细化。另外，在脱脂和烧结实践中，sulphate工艺制备的陶瓷坯体轻易因低温热缩短而发生开裂缺点。

　　光固化手艺的长处是可以或许制备出平均性高、内应力低、精度高的陶瓷生坯件。但对光固化工艺，浆料由陶瓷颗粒、光敏树脂和光活性组分构成，光活性组分包罗光激发剂、惰性染料和，光激发剂接收一定波长的光子后，会产生浆猜中感光质料的聚拢。对该工艺，浆猜中粉末的曲射率会节制可加工的陶瓷品种。别的，陶瓷浆料是一种悬浮物，大概会形成打印层间的颗粒偏析，要紧感化烧结件的精细度和死板机能。在sulphate手艺中，可避免的制备浆料的烦琐进程，进步了陶瓷坯体的成型效力。但是，sulphate手艺的低分辩率致使成型部件的精度差和密度低。

　　粘结剂放射是一种鉴于喷墨手艺的增材制作手艺，也是鉴于粉末床的3D打印手艺。该手艺起首在打印平台床上架设0.05～0.2妹妹层厚的粉末，而后取舍性的在一定地区放射粘结剂竣工模子截面图案的固化。在经过层层叠加获得陶瓷坯体后，需求掏出打印模子停止脱脂和烧结终究获得精细化的陶瓷部件。该工艺也许高效且批量打印拥有杂乱外形的陶瓷产物。海内的着名品牌有广东峰华矗立等，外洋则有Exdigit（Deskcrowning Metal），这些公司颠末多年的摸索与研讨，均获胜开辟了鉴于粘结剂放射手艺的陶瓷3D打印设备、粘结剂和脱脂烧结等后处置手艺。但是，该手艺但仍生存少许手艺和产业利用方面的寻事半岛官方网站，如粘结剂的品种（无机或无机硅）、粘度、放射量、外表张力、枯燥工夫等参数会对陶瓷部件的构成质地、强度和后续烧结进程均会形成感化。

　　质料放射手艺是将包袱有纳米陶瓷粉（金属粉）或支持粒子的液体装入打印机并放射在建立平台上，经过低温使液体挥发留住实体部门，末了经过高温烧结杀青成型的手艺。该工艺拥有极高的手艺难度，按照3D打印手艺参照的察看，成长多年如今仍只要以色列XJET公司竣工了该工艺的贸易化。这类直接放射陶瓷或金属纳米颗粒的方式，可以或许竣工极高的细节和精度显示力，而其关头在于纳米颗粒在油墨中的涣散和放射工艺。宁可他工艺比拟，它的高本钱错误谬误也十分明显。

　　挤收工艺现实上也能够分的更加详尽，如采取陶瓷线材的挤出、鉴于夹杂粒料的挤出和陶瓷粉料的堆积。

　　陶瓷线材挤收工艺比较轻易理会，它是将由陶瓷和高份子聚拢物制作的线材经过FDM/FFF装备挤出制作生坯， 3D打印手艺参照注重到，海内Raise3D Pro2 3D打印机已也许竣工陶瓷线材的不变打印。

　　鉴于夹杂粒料，海内升华三维开辟了响应的办理方案。按照陶瓷粉体的物性（粒径散布、描摹、比外表积等）和产物的机能央浼，取舍符合的粘结剂配方系统（水基、塑基、蜡基等）停止适配，经过密炼机充实夹杂密炼高份子粘结剂与陶瓷粉末，末了经过造粒体制备获得粒径可控的颗粒料质料。而后借助3D打印肌体例将颗粒料加热成熔融膏状，再挤压并逐层聚积成形，可获得高精度并拥有必定密度和强度的生坯。

　　鉴于粉末堆积，外洋一家名为Gdisembarrass Logic的公司开辟了一种怪异的鉴于粉末的3D打印，其不杂乱的喷墨或激光体例，也不铺粉装配，而是利用挤出式3D打印头停止粉末取舍性堆积。打印机可装备多种粉末，此中一种充任支持，打印杀青后，将带有全面粉末的全部建立室放入烧结炉中，金属/陶瓷颗粒以古板体例熔合在一同，支持粉末在烧结实践中持续支持陶瓷质料，并在某种意义上也许反复利用。

　　陶瓷直接增材制作手艺经过高能量密度激光束直接融化陶瓷粉末，可竣工陶瓷部件成型与烧结一体化，按送粉情势可分为铺粉式（SLM）和送粉式（LENS/DED）。该方式可用于制作氧化物共晶陶瓷，3D打印手艺参照察询到，东南产业大学苏水兵传授团队在持久展开超低温氧化物共晶陶瓷定向凝聚成形研讨的根底上，针对共晶陶瓷范畴成长面对的瓶颈并联合金属激光增材制作手艺道理，领先提议将激光增材制作手艺利用到超低温氧化物共晶陶瓷制备上的假想，并开头阐明了该假想的可行性。

　　评价一定成形手艺是不是合用于加工某类质料的关头尺度是该手艺可否依照预设的方案顺遂、高质地地杀青对目的质料样件的制备。今朝，激光增材制作手艺难以制备大尺寸、杂乱外形的氧化物共晶陶瓷样件，难点首要会合在两方面: 原质料粉末特征及凝聚缺点掌握。

　　激光增材制作手艺以粉末举动原质料，粉末特征直接感化加工进程的不变性及堆积试样的成形质地。为包管原质料供应及熔凝进程的平均不变，粉末颗粒要拥有杰出的活动性和高的精细性。为此, 金属增材制作范畴开辟了气雾化等手艺来制备高质地球形金属粉末，今朝已竣工了财产化利用。雾化手艺的道理是使用低压气流等内力将延续金属熔体破裂成藐小的液滴，经疾速冷凝后取得球形粉末。球形描摹包管了粉末的活动性，液固相变包管了所得粉末的精细性。

　　与金属增材制作比拟，陶瓷质料激光增材制作研讨起步绝对较晚，今朝还没有有老练的满意激光增材制作的高质地球形陶瓷粉末制备工艺。另外，陶瓷质料熔点高、熔体粘度大的特性为开辟鉴于液固相变的陶瓷描摹改性工艺带来了极大的寻事。

　　需求指出的是，激光增材制作是一个部分急热骤冷且逐点疾速周而复始扫描的进程，在基板及已堆积层内构成杂乱散布的温度场，从而发生大的热应力。高的热应力是激光增材制作手艺的一个明显特点，若何调控热应力是晋升激光增材制作陶瓷质料成形质地和下降缺点的关头。对脆性陶瓷质料而言，试样中生存的应力极易引发裂纹乃至形成试样开裂，致使成形失利。另外，原质料粉末中包罗的氛围极易在疾速熔凝实践中引发气孔缺点。气孔不但会感化逐层制备实践中熔池的不变性，并且易致使成形试样的机能逆转。是以，掌握裂纹、气孔等凝聚缺点是感化激光增材制作氧化物共晶陶瓷成形及成性的关头地点，是本范畴如今研讨的重心和难点。

　　陶瓷质料增材制作已成为进步前辈陶瓷制作范畴最具成长后劲的主要标的目的。本文，3D打印手艺参照首要先容了如今的陶瓷增材制作工艺表率及其制作特性。宁可他质料增材制作利用比拟，陶瓷成长绝对迟缓。但研讨公司IDTechEx颁布的一份对于陶瓷增材制作商场的新陈述，其商场范围将明显增加，这受益于愈来愈多的介入者寄但愿于这项手艺。