由于陶瓷材料的脆性和硬度大，傳統(tǒng)加工生產(chǎn)工藝面對復雜形狀和結構，定制個性化制造，原型生產(chǎn)及驗證，還有昂貴資源節(jié)約等場景時往往力不從心。但是3D打印技術的應用，使得上述諸多問題迎刃而解，由此也給先進陶瓷產(chǎn)業(yè)注入了新的活力，甚至被譽為革命性創(chuàng)新。小編整理了目前用于先進陶瓷的一些商業(yè)化主流技術路線，簡單介紹其基本流程方法和特點，給予有興趣了解的讀者一些參考。

FDM（熔融沉積造型）——通常采用陶瓷粉末與聚合物混合形成的絲材料，受熱融化后通過噴嘴逐層堆積打印。

FDM通常需要可溶解的支撐材料輔助支撐懸空部分，在后處理時將其溶解去除。其優(yōu)勢包括成本低，打印部件尺寸較大，但是精度較低。常用于原型制作和藝術陶瓷。

DIW（漿料直寫）——陶瓷粉末與溶劑和分散劑混合形成適當黏度和流動性的漿料，由一個或多個噴嘴和運動控制系統(tǒng)的打印設備采用逐層堆積方式打印。

DIW具有高精度和分辨率的特點，但對漿料制備HE 燒結工藝要求較高。它的典型代表有小編曾介紹過的XJET公司。

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Binder Jetting（粘結劑噴射）——這是一種通過噴射綁定劑和粉末層來構建物體的技術。綁定劑將粉末顆粒粘合在一起，形成一個綠體（green part），然后可以通過燒結或熱處理來獲得最終的金屬或陶瓷產(chǎn)品。

Binder Jetting的優(yōu)勢包括材料范圍廣，可高效低成本打印較大尺寸的陶瓷部件，得到汽車等工業(yè)領域的重視；最大的缺點是部件表面質(zhì)量有限，對后處理要求較高。

SLA（立體光刻）——這種最初為聚合物開發(fā)的打印技術后來發(fā)現(xiàn)可以用于陶瓷，它利用激光或其他光源來選擇性地逐層固化含有陶瓷顆粒的光敏樹脂，從而構建陶瓷部件。該技術路線由光源和固化機制的不同，發(fā)展了數(shù)字光處理技術（Digital Light Processing，DLP）和雙光子聚合技術（Two-Photon Polymerization ，TPP）等細分路線。

光固化細分路線（部分）

SLA即Stereolithography，可打印對象廣泛包括氧化鋁、氮化硅、氧化鋯等；同時兼顧打印速度（生產(chǎn)效率）和精度（分辨率）；但是受光敏樹脂局限，打印部件尺寸較小。

Powder Bed Fusion（粉末床融合）——激光或電子束選擇性地逐層熔化材料成型，通常細分為選擇性激光熔化（SLM）或電子束熔化（EBM）兩種。由于陶瓷材料的高熔點，這種工藝將難熔的陶瓷粉末外表面包裹上高分子粘接劑，激光按照計算機設計的路徑逐點掃描粉體表面，掃描的部位局部受到高溫，顆粒在相互之間的粘接劑作用下產(chǎn)生很好的粘接。

PBF系統(tǒng)示意圖

Powder Bed Fusion不需要支撐材料，但制品致密度受鋪設密度影響而不夠高。

LOM（疊層實體制造）——是一種將陶瓷粉末分層粘合固化，并通過切割器具或激光切割系統(tǒng)根據(jù)設計的輪廓將固體層切割成所需形狀的非典型增材制造技術。

LOM系統(tǒng)示意圖

LOM即Laminated Object Manufacturing，其特點是可以使用多種陶瓷粉末，實現(xiàn)大尺寸、復雜形狀和定制化的陶瓷部件的快速制備，但精度有限，且存在一定浪費。

以上總結必然存在諸多疏漏、不當之處，還請業(yè)內(nèi)專家不吝指出。

粉體圈 啟東

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