3D陶瓷打印技術(shù)在高性能陶瓷的成型制造領(lǐng)域具有巨大的發(fā)展?jié)摿?/h1>

閱讀：3567發(fā)布時間：2022-8-25

　　瓷作為一種結(jié)構(gòu)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(yīng)用在航空航天、工業(yè)制造和生物醫(yī)療等方面。
 

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

　　新興的3D陶瓷打印技術(shù)在高性能陶瓷的成型制造領(lǐng)域具有巨大的發(fā)展?jié)摿?，有望突破傳統(tǒng)陶瓷加工和生產(chǎn)的技術(shù)瓶頸，為陶瓷關(guān)鍵零部件的應(yīng)用開辟新的途徑，為解決傳統(tǒng)制造問題和挑戰(zhàn)提供了的可能性。
 

　　1、陶瓷3D打印技術(shù) 3D打印技術(shù)(又稱增材制造)的出現(xiàn)突破了傳統(tǒng)制造技術(shù)的約束，為實現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)件制造提供了一種可能。相對于傳統(tǒng)的減材、等材制造方式，增材制造技術(shù)具有不增加成本，無需模具，就可制備出異形產(chǎn)品的特點。
 

　　其的優(yōu)勢是能制備出傳統(tǒng)加工方式無法制備的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)材料的結(jié)構(gòu)化設(shè)計，從而高效實現(xiàn)材料與結(jié)構(gòu)的一體化、結(jié)構(gòu)與功能的一體化。 陶瓷3D打印技術(shù)是一種通過離散材料逐層制造并疊加得到三維復(fù)雜結(jié)構(gòu)陶瓷零件的制造技術(shù)，具有材料利用率高、制造靈活性強、數(shù)字化程度高等優(yōu)勢，適用于小批量、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的陶瓷零件制造。
 

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

　　1.1熔融沉積成型技術(shù)(FDM) FDM技術(shù)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(fù)合材料冷卻固化。 FDM技術(shù)設(shè)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(gòu)建結(jié)構(gòu)復(fù)雜的構(gòu)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(shù)(SLA) 光固化3D打印技術(shù)被認為是和受歡迎的3D打印技術(shù)，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(fā)光敏樹脂交聯(lián)，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(xù)固化。
 

　　陶瓷漿料逐層固化得到陶瓷生坯，經(jīng)脫脂和燒結(jié)處理后得到陶瓷材料。 SLA技術(shù)具有成型速率快、制品表面質(zhì)量好、尺寸精度高等優(yōu)勢。與其他技術(shù)相比，SLA技術(shù)適合制備高精度、形狀復(fù)雜的小型零件。該技術(shù)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。