陶瓷3D打印实现精细制造 精确控制微结构

(来源：智能制造网络)

早在公元前8000-2000年(新石器时代)，中国人就发明了陶器。除了在装饰和食品器皿中的应用之外，陶瓷在科学技术、文物和考古中也发挥着重要的作用。陶瓷3D打印技术的出现为科技史增添了一抹亮色。谈到陶瓷3D打印，首先必须了解什么是3D打印。由于结合了数字建模、数据技能、信息处理等领域的尖端科技成果，3D打印打破了传统的处理思维模式，被业界视为“第三次工业革命的代表性生产工具”。

随着美学和性能要求的进一步提高，陶瓷3D打印作为一种解决方案应运而生。陶瓷3D打印作为3D打印技术成果的集中展示，迎来了快速发展的新机遇。目前，跨国公司和初创公司正在努力通过陶瓷3D打印来缩短不同最终用户行业的执行时间，提高运营效率。例如，佳能公司在2018年开发了一种新的陶瓷3D打印技术，可用于对耐热性、耐腐蚀性和绝缘性能有特殊要求的应用。此外，佳能还开发了新的陶瓷材料来生产高精度零件。

目前，国内外陶瓷3D打印的研究重点主要集中在材料和设备上。其中，以工程塑料、光敏树脂等为代表的有机高分子材料的陶瓷3D打印。以及以铜合金、钛合金、铝合金、不锈钢等为代表的金属材料。取得了巨大的进步。

从客户群体来看，目前3D打印陶瓷市场的客户群体主要来自航空航天和国防高科技行业，这两个行业对航天器用隔热瓦等陶瓷产品的需求都很大。此外，生物保健领域也是陶瓷3D打印的主要行业。利用陶瓷3D打印制作假牙、植入物、手术器械、假肢等医疗产品，不仅能准确满足患者的定制需求，具有很好的生物相容性，而且省时省力，效率更高。在牙科领域，陶瓷3D打印提供了新的设计自由度，不仅可以逐层产生复杂的3D无金属应用，还可以克服标准陶瓷工艺的技术限制。

为了替换掉缺失的牙齿，医生可以用螺钉式牙种植体给病人适当的治疗。使用基于光刻的陶瓷3D印刷技术，可以以高度可重复的方式制造大量具有复杂形状和高粘附性的复杂陶瓷植入物。

在航空航天领域，陶瓷3D打印也得到广泛应用。目前，应用于航空航天领域的陶瓷部件可分为结构部件，如襟翼、喷管、鼻罩、机翼前缘、涡轮整体叶片，以及功能部件，如天线罩和天线窗口。陶瓷3D打印零件具有高强度、耐高温、低密度、耐腐蚀等优点，在航空航天制造中有着广阔的应用前景。从技术角度来看，目前陶瓷3D打印技术主要包括激光选择性烧结技术(SLS)、喷墨打印技术(IJP)、熔融沉积成型技术(FDM)、层状固体制造技术(LOM)、三维打印技术(3DP)等。未来，随着科学研究的不断加速，更多的兼具实用性和科技感的技术将陆续出现，并得到推广应用。

根据大观研究的报告，到2025年，全球陶瓷3D打印市场预计将接近1.6亿美元，年均增长率为34%，这将是3D打印市场细分未来的新增长点。陶瓷3D打印对微结构有很强的控制能力，能够更好的满足功能集成零件、不同零件拓扑优化等要求。在此基础上，相关公司将进行定制原材料的选择、制造和技术创新。

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