由烧制到打印 3d打印创新陶瓷制造工艺

    美国科罗拉多州的陶瓷艺术家heather kegel一直在使用一个特制的3d打印系统来创造新的和有趣的作品。她用blender 3d模型软件来设计作品，然后将文件发送到3d陶瓷打印机。使用这台机器打印一个小的陶瓷块(尺寸为4至5英寸)只需15分钟，这为大规模的生产开辟了可能性。数字自动技术和手工制作的结合使kegel制作的每件陶器都独一无二。

    3d打印陶瓷制品如何实现？

    陶瓷3d打印不同于手工陶艺，简化生产过程、提高效率是关键。其主要生产流程大致如下：

    1、配料

    根据成型技术和最终的性能要求，选择合适的原材料，一般包括陶瓷粉末、粘结剂、添加剂，按一定比例混合均匀。

    用于3d打印的陶瓷材料形态包括：

    ①浆料，陶瓷成分与其他溶剂及添加剂的混合物，通过物理、化学的方式成型。

    ②陶瓷丝材，用于熔融堆积工艺。

    ③陶瓷粉末，陶瓷粉末、矿化物、粘结剂等的混合物，用于激光烧结、粘接等。

    ④陶瓷薄片，片压成型、粘接。

    2、3d打印成型

    使用3d打印技术实现陶瓷零件成型，得到特定形状结构的陶瓷坯体。

    3、坯体后处理

    对陶瓷坯体进行清洗、表面增强、修复、干燥等后处理，使坯体的强度、精度等性能达到要求，有利于之后的热处理环节。

    4、脱脂和烧结

    将完好的坯体放入炉子中，按照设定好的温度制度、焙烧气氛和压力进行热处理。

    这个过程分为两个阶段：加热到600多℃脱去坯体中的有机物，这是十分敏感容易出现缺陷的阶段。加热到1000多℃实现致密化、形成陶瓷，这是晶粒长大、晶界形成、实现陶瓷强度的过程，决定着制品的最终性能。烧结完成等冷却后便可得到最终的陶瓷产品了。

    应用前景广阔 商业化之路面临挑战

    3d打印为陶瓷制造提供了一套科学智能高效的解决方案，同时也为陶瓷艺术创作提供了一种适合大众的“新玩法”。陶瓷3d打印技术具有成型速度快、可打印复杂部件和个性化产品、打印成本低等优点，不仅可以用于陶瓷艺术品的打印，还可用来制备光纤连接器用的陶瓷插针、电子陶瓷器件、多孔陶瓷过滤件、陶瓷牙齿等尺寸小、形状复杂、精度高的产品。

    3d打印显著提高陶瓷生产效率。使用整套陶瓷3d打印技术平台和装备，从想法到成品，中间只需要3—5个小时，而传统陶瓷制作周期则需要10—15天。

    由于手工拉坯的限制，异形陶瓷作品需要耗费设计师很多精力和时间，效果却往往不尽如人意。3d打印技术的出现，无论多么天马行空的想象，都可以很快付诸于现实，为设计师开拓广阔的创作空间。

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