陶瓷资料因为具有耐高温、耐腐蚀和杰出的化学安稳性，在机械、化工、电子、航空航天、生物医学等工业范畴得到广泛运用。传统的陶瓷加工技能，包括打针成型、干压成型、凝胶打针成型等，对模具的依靠性很强，无法满意集成化、杂乱化、精细化陶瓷产品快速制作的要求。增材制作技能依据离散堆叠原理，依据预先规划的三维实体模型，将一系列离散资料按预订轨道逐层堆叠，然后制作出物理零件。与传统的陶瓷加工技能比较，陶瓷增材制作技能打破了传统陶瓷加工过度依靠模具的约束，无需模具即可快速生产出彻底个性化的陶瓷产品，结构规划自由度高，并被认为是构成工业4.0的很多颠覆性技能之一。

　　依据是否需求进行后处理，陶瓷增材制作技能可分为直接陶瓷增材制作和直接陶瓷增材制作。本文内容，3D打印技能参阅要点介绍这些技能的成形特色。

　　陶瓷直接增材制作也称为“多步”成型办法。第一道工序是经过光固化、激光烧结、粘结剂喷发、资料喷发和挤出制备无模具的陶瓷生坯，首要的工艺类型包括SLA、DLP、TPP、SLS、Binder Jetting、NPJ、FDM/PEP等；第二道工序是对陶瓷生坯进行高温脱脂和烧结，然后完结陶瓷部件的高细密化。该办法按质料形状大体可分为浆料、粉末、粒料以及丝材。

　　激光烧结与光固化在成型机理上存在巨大差异，SLS技能需求运用低熔点的高分子粉末作为粘结剂将粉末衔接在一起，导致脱脂后生坯细密化程度低。因而，在后处理进程中，压力浸透、温等静压和冷等静压一般用于完结SLS陶瓷部件的高细密化。此外，在脱脂和烧结进程中，SLS工艺制备的陶瓷坯体简单因高温热收缩而发生开裂缺点。

　　光固化技能的长处是能够制备出均匀性高、内应力低、精度高的陶瓷生坯件。但关于光固化工艺，浆料由陶瓷颗粒、光敏树脂和光活性组分组成，光活性组分包括光引发剂、慵懒染料和抑制剂，光引发剂吸收特定波长的光子后，会发生浆猜中感光资料的聚合。关于该工艺，浆猜中粉末的反射率会约束可加工的陶瓷品种。别的，陶瓷浆料是一种悬浮物，或许会构成打印层间的颗粒偏析，严重影响烧结件的细密度和机械功能。在SLS技能中，能够防止制备浆料的繁琐进程，提高了陶瓷坯体的成型功率。但是，SLS技能的低分辨率导致成型零件的精度差和密度低。

　　粘结剂喷发是一种依据喷墨技能的增材制作技能，也是依据粉末床的3D打印技能。该技能首先在打印渠道床上铺设0.05～0.2mm层厚的粉末，然后挑选性的在特定区域喷发粘结剂完结模型截面图画的固化。在经过层层叠加得到陶瓷坯体后，需求取出打印模型进行脱脂和烧结终究得到细密化的陶瓷零件。该工艺能够高效且批量打印具有杂乱形状的陶瓷产品。国内的知名品牌有广东峰华卓立等，国外则有Exone（Desktop Metal），这些公司经过多年的探究与研讨，均成功开发了依据粘结剂喷发技能的陶瓷3D打印装备、粘结剂以及脱脂烧结等后处理技能。但是，该技能但仍存在一些技能和工业运用方面的应战，如粘结剂的品种（有机或无机）、粘度、喷发量、表面张力、枯燥时刻等参数会对陶瓷零件的构成质量、强度和后续烧结进程均会构成影响。

　　资料喷发技能是将包裹有纳米陶瓷粉（金属粉）或支撑粒子的液体装入打印机并喷发在制作渠道上，经过高温使液体蒸腾留下实体部分，最终经过低温烧结完结成型的技能。该工艺具有极高的技能难度，依据3D打印技能参阅的调查，展开多年当时仍只要以色列XJET公司完结了该工艺的商业化。这种直接喷发陶瓷或金属纳米颗粒的办法，能够完结极高的细节和精度表现力，而其要害在于纳米颗粒在油墨中的涣散以及喷发工艺。与其他工艺比较，它的高本钱缺点也十分明显。

　　挤出工艺实际上也能够分的更为详尽，如选用陶瓷线材的挤出、依据混合粒料的挤出以及陶瓷粉料的堆积。

　　陶瓷线材挤出工艺较为简单了解，它是将由陶瓷和高分子聚合物制作的线材经过FDM/FFF设备挤出制作生坯， 3D打印技能参阅注意到，国内Raise3D Pro2 3D打印机现已能够完结陶瓷线材的安稳打印。

　　依据混合粒料，国内提高三维开发了相应的解决计划。依据陶瓷粉体的物性（粒径散布、描摹、比表面积等）和产品的功能要求，挑选适宜的粘结剂配方体系（水基、塑基、蜡基等）进行适配，经过密炼机充沛混合密炼高分子粘结剂与陶瓷粉末，最终经过造粒机制备得到粒径可控的颗粒料资料。然后凭借3D打印机体系将颗粒料加热成熔融膏状，再揉捏并逐层堆积成形，可得到高精度并具有必定密度和强度的生坯。

　　依据粉末堆积，国外一家名为Grid Logic的公司开发了一种共同的依据粉末的3D打印，其没有杂乱的喷墨或激光体系，也没有铺粉设备，而是运用挤出式3D打印头进行粉末挑选性堆积。打印机可装备多种粉末，其间一种充任支撑，打印完结后，将带有一切粉末的整个构建室放入烧结炉中，金属/陶瓷颗粒以传统办法熔合在一起，支撑粉末在烧结进程中持续支撑陶瓷资料，并在必定程度上能够重复运用。

　　依据该进程的特色能够了解，比较光固化和激光烧结，挤出技能在制作功率上或许存在缺乏。

　　陶瓷直接增材制作技能经过高能量密度激光束直接熔化陶瓷粉末，可完结陶瓷零件成型与烧结一体化，按送粉方式可分为铺粉式（SLM）和送粉式（LENS/DED）。该办法可用于制作氧化物共晶陶瓷，3D打印技能参阅查询到，西北工业大学苏水兵教授团队在长时间展开超高温氧化物共晶陶瓷定向凝结成形研讨的基础上，针对共晶陶瓷范畴展开面对的瓶颈并结合金属激光增材制作技能原理，首先提出将激光增材制作技能运用到超高温氧化物共晶陶瓷制备上的想象，并开始证明了该想象的可行性。

　　评判特定成形技能是否适用于加工某类资料的要害标准是该技能能否依照预设的计划顺畅、高质量地完结对方针资料样件的制备。现在，激光增材制作技能难以制备大尺度、杂乱形状的氧化物共晶陶瓷样件，难点首要会集在两方面: 原资料粉末特性及凝结缺点操控。

　　激光增材制作技能以粉末作为原资料，粉末特性直接影响加工进程的安稳性及堆积试样的成形质量。为确保原资料供应及熔凝进程的均匀安稳，粉末颗粒要具有杰出的流动性以及高的细密性。为此, 金属增材制作范畴开发了气雾化等技能来制备高质量球形金属粉末，现在已完结了产业化运用。雾化技能的原理是运用高压气流等外力将接连金属熔体破碎成细微的液滴，经快速冷凝后取得球形粉末。球形描摹确保了粉末的流动性，液固相变确保了所得粉末的细密性。

　　与金属增材制作比较，陶瓷资料激光增材制作研讨起步相对较晚，现在没有有老练的满意激光增材制作的高质量球形陶瓷粉末制备工艺。此外，陶瓷资料熔点高、熔体粘度大的特色为开发依据液固相变的陶瓷描摹改性工艺带来了极大的应战。

　　需求指出的是，激光增材制作是一个部分急热骤冷且逐点快速循环往复扫描的进程，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技能的一个明显特征，怎么调控热应力是提高激光增材制作陶瓷资料成形质量和下降缺点的要害。关于脆性陶瓷资料而言，试样中存在的应力极易诱发裂纹乃至构成试样开裂，导致成形失利。此外，原资料粉末中包括的空气极易在快速熔凝进程中诱发气孔缺点。气孔不只会影响逐层制备进程中熔池的安稳性，并且易导致成形试样的功能恶化。因而，操控裂纹、气孔等凝结缺点是影响激光增材制作氧化物共晶陶瓷成形及成性的要害所在，是本范畴当时研讨的要点和难点。

　　陶瓷资料增材制作已成为先进陶瓷制作范畴最具展开潜力的重要方向。本文，3D打印技能参阅首要介绍了当时的陶瓷增材制作工艺类型及其制作特色。与其他资料增材制作运用比较，陶瓷展开相对缓慢。但研讨公司IDTechEx发布的一份关于陶瓷增材制作商场的新陈述，其商场规模将明显增加，这得益于越来越多的参与者寄希望于这项技能。