陶瓷3D打印已經(jīng)不算新鮮事了，但它的商業(yè)應(yīng)用市場到底在哪兒？近日，制造業(yè)技術(shù)咨詢公司SmarTech給出他們的調(diào)研結(jié)果——第一是醫(yī)藥行業(yè)，第二就是航空航天。大多人們易于認(rèn)同巨大的醫(yī)藥行業(yè)市場，但仍然缺乏對3D打印陶瓷在快速制造航空航天部件、提高生產(chǎn)靈活性以及成本效益方面的認(rèn)識。

事實(shí)是，3D打印可以更快、可持續(xù)地生產(chǎn)堅固輕便的陶瓷部件，同時其精度控制方面也已突破100μm以下的尺寸控制。全球領(lǐng)先的科技制造企業(yè)已經(jīng)開始為航空航天生產(chǎn)包括噴嘴、推進(jìn)器、絕緣部件和渦輪葉片等。

先進(jìn)陶瓷材料的優(yōu)勢

氧化鋁陶瓷可以滿足航空航天系統(tǒng)中常見的高溫電絕緣性；氧化鋯陶瓷可以滿足許多高機(jī)械應(yīng)力的極端應(yīng)用，如閥門、軸承等；氮化硅陶瓷除了高強(qiáng)、高韌還有優(yōu)異的抗熱震性和對酸堿和熔融金屬的耐腐蝕性，常被用于絕緣、葉輪、低介電天線。其他復(fù)合陶瓷還具有低膨脹、高孔隙率、平滑表面和良好浸出性等等特點(diǎn)。那么結(jié)合3D打印，先進(jìn)陶瓷的優(yōu)勢更加突出。

LCM的推動

陶瓷不易加工，薄壁特征就更難，但利用光敏樹脂與陶瓷粉料的LCM光刻打印則很好的彌補(bǔ)了不足。LCM工藝從CAD建模開始，詳細(xì)規(guī)格以數(shù)碼形式傳輸?shù)?D打印機(jī)，精確配方的陶瓷涂覆在透明缸的頂部，再將可移動建筑平臺浸入泥漿中，然后選擇性地暴露在下面的可見光下，最后通過與投影系統(tǒng)耦合的數(shù)字微鏡器件（DMD）產(chǎn)生層圖像。通過重復(fù)這個過程，可以逐層生成三維綠色零件。在熱后處理之后，去除粘合劑并燒結(jié)綠色部分，通過特殊加熱工藝，從而形成具有優(yōu)異機(jī)械性能和表面質(zhì)量的完全致密陶瓷部件。

MIT團(tuán)隊(duì)制造的陶瓷火箭噴嘴

認(rèn)知障礙導(dǎo)致現(xiàn)實(shí)差距

盡管陶瓷和LCM技術(shù)很強(qiáng)大，但它們對航空航天業(yè)的市場征途仍然漫長，這主要由3D打印生產(chǎn)商和航空航天產(chǎn)業(yè)的固有生產(chǎn)設(shè)計之間存在認(rèn)知障礙。比如該產(chǎn)業(yè)所需的驗(yàn)證和資格認(rèn)證流程復(fù)雜而嚴(yán)格，再比如認(rèn)為3D打印陶瓷仍不能進(jìn)行批量化生產(chǎn)的誤區(qū)。但在通用驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)下，3D打印陶瓷的性能參數(shù)并不亞于傳統(tǒng)制備陶瓷，復(fù)雜結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)也更快速經(jīng)濟(jì)，加之建模軟件不斷改進(jìn)升級，這些優(yōu)勢終將會被更多的接受。                                                                   

編譯 YUXI