小白一文讀懂什么是陶瓷3D打印技術(shù),？

陶瓷是一種傳統(tǒng)的無機材料,，精美實用,，已經(jīng)有了上千年的歷史,。硬而脆的特點使陶瓷材料加工成形尤其困難,，傳統(tǒng)陶瓷制備工藝只能制造簡單三維形狀的產(chǎn)品,，而且成本高,、周期長。

陶瓷3D打印技術(shù)的發(fā)展使復(fù)雜陶瓷產(chǎn)品制備成為可能,，3D打印技術(shù)所具有的操作簡單,、速度快、精度高等優(yōu)點給陶瓷注入了新的活力,。國外已有很多研究,，出現(xiàn)了3DCeram、Lithoz等專注陶瓷3D打印的公司,。目前國內(nèi)陶瓷3D打印技術(shù)還不夠成熟,，清華大學(xué)、西安交通大學(xué)等科研單位正在鉆研，也涌現(xiàn)出了十維科技等敢于探索的企業(yè),。

材料及應(yīng)用
陶瓷材料具有高強度,、高硬度、耐高溫,、低密度,、化學(xué)穩(wěn)定性好、耐腐蝕等優(yōu)異特性,，是三大固體材料之一,。目前陶瓷3D打印制備的主要有氧化鋁陶瓷、氧化鋯陶瓷,、磷酸鈣陶瓷等,。

陶瓷3D打印可以制備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、高精度的多功能陶瓷,，在建筑,、工業(yè)、醫(yī)學(xué),、航天航空等領(lǐng)域?qū)�會得到廣泛的應(yīng)用,，在陶瓷形芯、骨科替代物,、催化器等方向具有很好的應(yīng)用前景,，將給我們的生活帶來巨大改變。

配料
根據(jù)成形技術(shù)和最終的性能要求,，選擇合適的原材料,，一般包括陶瓷粉末、粘結(jié)劑,、添加劑,，按一定比例混合均勻。

用于3D打印的陶瓷材料形態(tài)包括：
漿料,，陶瓷成分與其他溶劑及添加劑的混合物,，通過物理、化學(xué)的方式成形,；
陶瓷絲材,，用于熔融堆積工藝；
陶瓷粉末,，陶瓷粉末,、礦化物、粘結(jié)劑等的混合物,，用于激光燒結(jié),、粘接等,；
陶瓷薄片，片壓成形,、粘接,。

3D打印成形
使用3D打印技術(shù)實現(xiàn)陶瓷零件成形，得到特定形狀結(jié)構(gòu)的陶瓷坯體,。具體方法見后文對各種陶瓷3D打印成形技術(shù)的介紹,。

坯體后處理
對陶瓷坯體進行清洗、表面增強,、修復(fù),、干燥等后處理，使坯體的強度,、精度等性能達到要求,，有利于之后的熱處理環(huán)節(jié)。

脫脂和燒結(jié)
將完好的坯體放入爐子中,，按照設(shè)定好的溫度制度,、焙燒氣氛和壓力進行熱處理。這個過程分為兩個階段：加熱到600多℃脫去坯體中的有機物,，這是十分敏感容易出現(xiàn)缺陷的階段,；加熱到1000多℃實現(xiàn)致密化、形成陶瓷,，這是晶粒長大,、晶界形成、實現(xiàn)陶瓷強度的過程,，決定著制品的最終性能,。燒結(jié)完成等冷卻后便可得到最終的陶瓷產(chǎn)品了。

陶瓷3D打印成形技術(shù)
目前陶瓷3D打印成形技術(shù)主要可以分為噴墨打印技術(shù)(IJP),、熔融沉淀技術(shù)(FDM),、分層實體制造技術(shù)(LOM)、選擇性激光燒結(jié)技術(shù)(SLS) 和立體光固化技術(shù)(SLA),。使用這些技術(shù)打印得到的陶瓷坯體經(jīng)過高溫脫脂和燒結(jié)后便可得到陶瓷零件,。根據(jù)成形方法和使用原料的不同，每種打印技術(shù)都有自己的優(yōu)缺點,，發(fā)展程度也有差距。

推出3D打印藍白相間瓷花瓶
2018年邁阿密/巴塞爾設(shè)計節(jié)期間,，galerie VIVID展出了一套由olivier van herpt設(shè)計的藍白相間3D打印瓷花瓶系列并將其命名為“blue and white”,，花瓶的高度為70厘米�,；ㄆ康钠勘诜浅］p薄,，因設(shè)計師對3D打印機進行了開發(fā)，可以在打印期間保證花瓶形狀的同時插入堅硬的粘土瓶身。

荷蘭著名的代爾夫特藍瓷,，代替了昂貴的中國瓷器,，成為了人們能夠負擔(dān)得起的代替品， olivier van herpt由打造這套藍白相間瓷器,。該套花瓶系列由多重黏土打造而成,，采用了設(shè)計師親子開發(fā)的3D打印機器。藍色的圖案代表了人與機器之間的相互作用,，瓷器在進入擠壓機之前采用鈷綠顏料手工上色,，之后再用3D打印機進行重塑。這套藍白相間花瓶系列是專門為galerie VIVID設(shè)計的,，現(xiàn)于2018年邁阿密/巴塞爾設(shè)計節(jié)期間展出,。

來源：水流星陶藝館