3D陶瓷打印技術在高性能陶瓷的成型制造領域具有巨大的發展潛力

閱讀：3122發布時間：2022-8-25

　　瓷作為一種結構材料，因具有高的彎曲強度、良好的蠕變性能、高硬度和耐高溫等特點而廣泛應用在航空航天、工業制造和生物醫療等方面。

　　然而，采用傳統方法制備的陶瓷，普遍存在加工困難，難以制備復雜形狀制品的問題。

　　新興的3D陶瓷打印技術在高性能陶瓷的成型制造領域具有巨大的發展潛力，有望突破傳統陶瓷加工和生產的技術瓶頸，為陶瓷關鍵零部件的應用開辟新的途徑，為解決傳統制造問題和挑戰提供了的可能性。

　　1、陶瓷3D打印技術 3D打印技術(又稱增材制造)的出現突破了傳統制造技術的約束，為實現復雜結構件制造提供了一種可能。相對于傳統的減材、等材制造方式，增材制造技術具有不增加成本，無需模具，就可制備出異形產品的特點。

　　其的優勢是能制備出傳統加工方式無法制備的復雜結構，實現材料的結構化設計，從而高效實現材料與結構的一體化、結構與功能的一體化。陶瓷3D打印技術是一種通過離散材料逐層制造并疊加得到三維復雜結構陶瓷零件的制造技術，具有材料利用率高、制造靈活性強、數字化程度高等優勢，適用于小批量、復雜結構的陶瓷零件制造。

　　2、主流的陶瓷3D打印技術目前主流的陶瓷3D打印技術有：熔融沉積成型技術(FDM)、光固化3D打印技術(SLA)、墨水直寫成型(DIW)、粉末床激光燒結(SLS)等。

　　1.1熔融沉積成型技術(FDM) FDM技術是采用混有陶瓷粉末的噴絲作為原材料，使用高分子熔點以上的溫度將噴絲中的高分子材料融化后擠出噴嘴，擠出后的陶瓷高分子復合材料冷卻固化。 FDM技術設備原料成本低、材料利用率高、可選材料豐富，但精度較低，難以構建結構復雜的構件、與截面垂直的方向強度低且成型速度較慢。

　　1.2光固化3D打印技術(SLA) 光固化3D打印技術被認為是和受歡迎的3D打印技術，并已在廣泛使用，是將陶瓷粉體與光敏樹脂及其他添加劑混合成光敏陶瓷漿料，紫外光在程序控制下逐點掃描漿料引發光敏樹脂交聯，使得漿料固化成型。漿料固化一層，成型臺下降一定高度以補充漿料，新一層漿料在紫外光作用下繼續固化。

　　陶瓷漿料逐層固化得到陶瓷生坯，經脫脂和燒結處理后得到陶瓷材料。 SLA技術具有成型速率快、制品表面質量好、尺寸精度高等優勢。與其他技術相比，SLA技術適合制備高精度、形狀復雜的小型零件。該技術不限陶瓷基材(氧化鋁、氧化鋯、磷酸鈣等)，致密度可高達96%以上。

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