1.陶瓷3D打印技術的發(fā)展趨勢
陶瓷3D打印有諸多優(yōu)點,例如:復雜的生產程序變得簡單化,極大減少了人力和物力的投入,縮短了產品制造的時間,節(jié)約了材料,降低了成本,解決結構復雜零件難以加工的問題。目前,陶瓷3D打印的市場需求主要包括以下3個方面:
● 與傳統(tǒng)陶瓷工藝相結合,實現(xiàn)陶瓷制品的快速生產。一般陶瓷制品如日用陶瓷產業(yè),須應對多樣化的市場需求,應加快產品的開發(fā)、生產速度,滿足客戶的定制要求。傳統(tǒng)陶瓷制造工藝周期長,后期再加工工藝繁瑣,且在制作特殊形狀制品時需要不同的模具,無法同時滿足定制客戶對于時間及式樣的雙重需求。陶瓷3D打印滿足市場發(fā)展需要,有望在陶瓷工業(yè)的升級轉型中脫穎而出。
● 生物陶瓷制品的制造。生物陶瓷主要應用于醫(yī)學方面,生物陶瓷特有的可降解性使其主要應用于醫(yī)用支架等。生物陶瓷3D打印將帶動高端醫(yī)療領域的突破發(fā)展。
(圖源網(wǎng)絡)
● 高性能陶瓷功能零件。陶瓷具有優(yōu)良的化學性能、物理性能和力學性能,例如高強度、高硬度、耐磨、耐高溫、耐腐蝕、防潮、良好的絕緣性、一定的抗急冷急熱等。高性能陶瓷零件在航空航天、高端武器、船舶、汽車、電子等領域具有良好的應用前景,如可在航天飛機上應用的耐高溫陶瓷片等,陶瓷3D打印技術的應用將使陶瓷零件在高精尖領域具有極大的發(fā)展前景。
目前,陶瓷3D打印技術、陶瓷3D打印設備、材料的研究及其應用已受到了國內外學者和產業(yè)界的廣泛關注,發(fā)展迅速,涉及諸多陶瓷材料體系和應用領域。新興的3D打印在高性能陶瓷的成型制造領域具有巨大的發(fā)展?jié)摿Γ?D打印有望突破傳統(tǒng)陶瓷加工和生產的技術瓶頸,3D打印為陶瓷關鍵零部件的應用開辟新的途徑,為解決傳統(tǒng)制造問題和挑戰(zhàn)提供了全新3D打印的可能性。
(圖源網(wǎng)絡)
同時,陶瓷3D打印的產業(yè)化應用還未全面成型,比如在實現(xiàn)其高效率、高品質和高致密度的大型復雜零件的制造也是亟待解決的問題。近年來我國對增材制造的發(fā)展愈加重視,實現(xiàn)陶瓷3D打印開展大規(guī)模產業(yè)化應用將是我國乃至世界的發(fā)展目標。
2.陶瓷3D打印的發(fā)展前景
3D打印陶瓷市場當前最大的客戶群體來源都來自航空航天和國防高新技術行業(yè),兩者均對陶瓷制品(例如航天器的隔熱瓦)有著大量的需求;其次就是生物健康醫(yī)療領域,這個領域陶瓷多被應用于制造像假牙、手術器械、人體假肢、植入體等醫(yī)療產品,因為通過3D打印技術可以準確地為患者定制符合自身人體構造的醫(yī)療用品,生物兼容性非常好。
由于3D打印的陶瓷漿料制備難度較大,陶瓷粉體與結合劑的比例、pH值、顆粒尺度和漿料的流變性等都對陶瓷制品的性能有著很大的影響,因此陶瓷3D打印技術的應用成熟度還需進行有效提升。陶瓷3D打印技術有著傳統(tǒng)技術所無可替代的優(yōu)勢,相信隨著該技術的不斷提升,3D打印技術在陶瓷領域的應用會越來越深入與廣泛。