陶瓷3D打印技能的現狀及發展趨勢
來源:中國陶瓷網 日期:2019-06-06 瀏覽

西班牙規劃師伯納特·屈尼憑借3D陶瓷打印完結了一項“每天一個咖啡杯”的方案,在30天的時刻里,每天制作出一個造型共同的陶瓷咖啡杯。每個杯子從構思、規劃、成型、燒結到完結,所花費的時刻都控制在24小時之內。首要,在平鋪的陶瓷粉上3D打印有機粘結劑,每建成一層,在頂部持續增加陶瓷粉和粘結劑,直到整個模型竣工。其次,模型將會被送入爐中加熱,這樣帶有的粘結劑就會被固化。再次,出爐后掃掉外層的陶瓷粉末,得到實體模型。最終,噴釉后再進行加熱,得到亮麗光澤的咖啡杯。盡管不是每一個咖啡杯都具有實用性,但該新鮮的主意和技能在規劃界引起了顫動。

  本期文章經過介紹陶瓷3D打印技能的界說、原理、與現有陶瓷磚3D作用的差異、開展現狀,來討論其在日用陶瓷及修建衛生陶瓷職業使用的趨勢。

  一、界說與原理

  3D打印技能是指經過接連的物理層疊加,逐層增加資料來生成三維實體的技能。3D打印按工藝進程可劃分為:逐層粘結法和直接成型法,直接成型法能直接打印更為雜亂的含閉孔結構。逐層粘結法指使用噴嘴向待成型的陶瓷粉床上噴發結合劑粘結劑,打完一層后,在料床表層增加新粉,再噴粘結劑,如此重復進行,最終除掉未噴發粘結劑的粉料即可得到立體物件。直接成型法是將待成型的陶瓷粉與結合劑制備成陶瓷墨水,經過3D打印直接成型。

  二、與現有陶瓷磚3D作用的差異

  陶瓷磚宣揚的3D作用分兩種,一種是經過圖畫的規劃到達立體的視覺作用,別的一種是外表高低不平的實際作用。完成外表高低不平的作用有四種手法:凹凸模具、噴下陷釉(墨水)、色釉料及墨水的堆積(慣例色釉料的絲網膠輥印刷,慣例墨水、大顆粒墨水的噴墨打印)、水刀的后期雕琢。瓷磚現有3D作用主要是在陶瓷磚表層到達視覺立體或高低不平的裝修作用,而非經過3D技能的逐層打印構成主體結構。

  三、開展現狀

  美國麻省理工學院在1993年發明晰3D打印技能,使用金屬、陶瓷粉末,經過粘結劑再一起成型。美國華盛頓大學經過調整玻璃粉劑和粘合劑的混合份額與加熱溫度,研宣布3D玻璃打印技能,可協助修建師測驗哪種玻璃規劃最適合哪種的環境。

  上海理工大學在2007年,用石膏粉末、聚乙烯醇、白碳黑等配成漿料,經過3D打印技能打印出結構細密、尺度變形量小的石膏模具。西北工業大學在2013年以硅粉為質料,糊精為粘結劑,選用3D打印技能制備出多孔硅坯體,經過反響燒結得到高孔隙率的螺釘、螺母等氮化硅陶瓷部件。

  四、開展趨勢

  陶瓷3D打印技能具有成型速度快、可打印雜亂部件、個性化產品本錢低一級長處,將來可用于制備光纖銜接器用的陶瓷插針、電子陶瓷器材、多孔陶瓷過濾件、陶瓷牙齒等尺度小、形狀雜亂、精度高的產品。陶瓷3D打印技能在日用及修建衛生陶瓷范疇也有巨大的潛力,如藝術品陶瓷的個性化制備、浮雕狀腰線磚的快速打印、潔具模具的制作、特別形狀陶瓷磚的樣板訂制等等。人工做一套衛生陶瓷的模具或許要花費一個月的時刻,使用3D打印技能只需求一到兩天。

  與此同時,陶瓷3D打印技能的商業化還面臨著一系列的問題:制作速度、產品的資料功能、機器和資料本錢、成型精度及質量等等。怎么有效地堆積出尺度準確、結構雜亂的陶瓷物件,燒結時雜亂燒結體中剩余應力怎么消除,怎么確保燒結出細密的陶瓷制品,以及怎么制備更安穩的陶瓷墨水等一系列的技能難題都需求進一步處理。

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