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邹小姐：13326633089 -
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陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)成(cheng)(cheng)型就是将陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)原料(liao)按(an)照实(shi)际生(sheng)产的(de)(de)要求制(zhi)作成(cheng)(cheng)具有规定(ding)形状、尺寸(cun)及一定(ding)强度的(de)(de)生(sheng)坯，成(cheng)(cheng)型过程取决(jue)于陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)原料(liao)的(de)(de)性能和成(cheng)(cheng)型工艺方法。造(zao)就陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)制(zhi)品形状的(de)(de)方法也(ye)是多种多样的(de)(de)，但总的(de)(de)来(lai)说，可以分(fen)为干法成(cheng)(cheng)型和湿法成(cheng)(cheng)型。而近年来(lai)，以3D打印技(ji)术为基础(chu)工艺核(he)心(xin)的(de)(de)快速成(cheng)(cheng)型技(ji)术在先进陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)领域(yu)得到迅(xun)速发展(zhan)及应用，在缩短产品开发周期(qi)，降低开发成(cheng)(cheng)本的(de)(de)效(xiao)果是极其明显的(de)(de)，因(yin)此(ci)受(shou)到了大量(liang)研究(jiu)人员的(de)(de)重点关注。
目前(qian)，发展较快、应(ying)用较多(duo)的快速成型技术主要包括激光(guang)(guang)(guang)选区(qu)烧结(selective laser sintering,SLS)、激光(guang)(guang)(guang)选区(qu)熔化(hua)(selective laser melting,SLM)、三(san)维喷印(yin)(three-dimensional printing,3DP)、熔 融 沉 积 制(zhi) 造(fused deposition modeling,FDM)、 分 层 实 体 制(zhi) 造(laminated object manufacturing,LOM)、立 体 光(guang)(guang)(guang) 固 化(hua)(stereolithography Apparatus,SLA)、数字光(guang)(guang)(guang)处理(digital light processing,DLP)和(he)直写成形(direct ink writing,DIW)等。
其 中(zhong)，SLS、SLM和间接（粘接）3DP等以陶瓷(ci)粉体(ti)作为(wei)打印(yin)原材料，FDM等以陶瓷丝(si)材作为打印原(yuan)材料，LOM等以陶瓷片材(cai)作为打印原材料，而SLA、DLP、DIW和直接（喷墨(mo)）3DP等(deng)则以陶瓷浆料/膏材作为打印原材料。以下分别以SLS、FDM、LOM、SLA为例，分别介绍几种类型的快速成(cheng)型技术。
一、激光选区烧结技术(SLS)
激光选区烧结(jie)技术(shu)(shu)(SLS)是将(jiang)(jiang)陶瓷材(cai)料和激光技术(shu)(shu)结(jie)合在一起的(de)(de)技术(shu)(shu)，工作原理是将(jiang)(jiang)粉(fen)末(mo)供(gong)料系(xi)统(tong)中的(de)(de)粉(fen)末(mo)向上(shang)运输，通过压辊将(jiang)(jiang)其(qi)平铺在工作台(tai)上(shang)，利用计(ji)算机计(ji)算和控制线路扫描粉(fen)末(mo)，激光扫描过后的(de)(de)粉(fen)末(mo)其(qi)中熔(rong)点(dian)较低的(de)(de)材(cai)料会(hui)融化烧结(jie)，形成(cheng)一种层状结构，扫(sao)描结(jie)(jie)束后(hou)，工作台会(hui)下(xia)降至一(yi)定(ding)高度开始往返(fan)式作业(ye)，与前一(yi)层状(zhuang)陶瓷(ci)结(jie)(jie)构粘结(jie)(jie)在一(yi)起(qi)，直(zhi)至打印出成品(pin)。
目前，陶瓷粉(fen)末(mo)一般以(yi)添加剂的(de)形式加入到SLS的(de)陶瓷材料(liao)中(zhong)。粘结(jie)剂的(de)添加方式主要有直接混合(he)、包(bao)覆表(biao)面(mian)，以(yi)及(ji)表(biao)面(mian)改性后(hou)混合(he)三种，其中(zhong)在陶瓷粉(fen)末(mo)表(biao)面(mian)包(bao)覆粘结(jie)剂的(de)方法(fa)适用(yong)性更高(gao)。
SLS成型原理
二、熔(rong)融沉积成型技术(FDM)
熔融沉积成型技(ji)术(FDM)，其原材料为热(re)熔性陶瓷材料，一般被制(zhi)(zhi)成方(fang)便运(yun)输存储(chu)的丝状陶(tao)瓷(ci)。热熔丝状陶(tao)瓷(ci)会通过供料辊(gun)机械运(yun)动(dong)进入导套(tao)中(zhong)，并沿着(zhe)导套(tao)管进入喷(pen)头，物料在喷(pen)头内(nei)受热熔化后，按照计算(suan)机模型中(zhong)预设轨迹随着(zhe)喷(pen)头进行叠加和冷却，最终(zhong)制(zhi)(zhi)成陶(tao)瓷(ci)产品(pin)。
该项(xiang)技(ji)术(shu)具有(you)操作简单、过程容易控制(zhi)(zhi)、成本低、维护费用少等(deng)(deng)优(you)势(shi)，但也存在(zai)表(biao)面易破(po)孔、凹(ao)凸不平、基底变形和翘曲、需要支撑结构等(deng)(deng)问题。由于该技(ji)术(shu)可挤压生物降(jiang)解性的支架材料，包(bao)括(kuo)聚乳(ru)酸(suan)、聚酰(xian)胺、聚酯(zhi)、聚碳酸(suan)酯(zhi)、聚乙烯、聚丙烯等(deng)(deng)，使其在(zai)制(zhi)(zhi)备复合型生物陶瓷上的应(ying)用越来越多。
FDM成型(xing)技(ji)术原(yuan)理(li)图及打印陶瓷件(jian)
三、分层实体制造技术(LOM)
分层实体制(zhi)(zhi)造技(ji)术(LOM)，又(you)被(bei)称为层叠制(zhi)(zhi)备技(ji)术，工艺流程(cheng)包括(kuo)图形处理—制(zhi)(zhi)作基底—制(zhi)(zhi)作原型—去除余料—后置处理，其工艺特(te)点就(jiu)是能够将已经成型的陶瓷(ci)薄片，通过(guo)涂(tu)覆热(re)熔胶等材料进行热(re)压辊轮加热(re)、压片和粘(zhan)结(jie)(jie)的方法(fa)，将其与已经成型(xing)的工件(jian)粘(zhan)结(jie)(jie)在一起，再利用激光(guang)扫描器切割成型(xing)，反复操作后(hou)，直到所有截(jie)面粘(zhan)结(jie)(jie)和切割完成后(hou)，可得到实(shi)体(ti)零(ling)件(jian)，具有较高成型(xing)速率(lv)，后(hou)续处(chu)理也(ye)十分便捷(jie)，是目前(qian)较为(wei)成熟和常见的一种技术，已广泛应用于复杂零(ling)件(jian)制造工作当 中。
目前用于LOM技术的陶(tao)瓷片材主要采(cai)用流延法制作，材质主要有Al2O3、SiC、Si3N4和BaTiO3等(deng)。
LOM成型技术(shu)原理(li)图
四(si)、立(li)体(ti)光固化技术(shu)(SLA)
立体(ti)光(guang)(guang)固(gu)化技术实际上(SLA)是(shi)最古老的增(zeng)材(cai)制造技术，以其(qi)(qi)精度高、表面(mian)质量好(hao)、力学性能(neng)优(you)异、打印(yin)系统结构简单(dan)等(deng)优(you)点成(cheng)(cheng)为目前增(zeng)材(cai)制造行业最受欢迎和最普(pu)遍(bian)的技术之一。其(qi)(qi)工(gong)作原理是(shi)利用紫外线在电脑的控制下逐点扫描零件的分(fen)层(ceng)截(jie)面(mian)，使(shi)储料罐中的陶瓷(ci)浆料/膏材(cai)感光(guang)(guang)固(gu)化形成(cheng)(cheng)一个(ge)薄层(ceng)。每层(ceng)固(gu)化完成(cheng)(cheng)后，工(gong)作台(tai)向下移动，在已(yi)固(gu)化的薄层(ceng)上固(gu)化下一层(ceng)，这(zhei)样逐层(ceng)叠加最终便可(ke)成(cheng)(cheng)形出(chu)整个(ge)零件。
光(guang)固化成(cheng)型过程(cheng)（来源(yuan)：因泰莱激光(guang)）
陶瓷浆料/膏材(cai)一般是以(yi)光敏树脂作为载(zai)体，通过(guo)加入(ru)陶(tao)(tao)瓷(ci)粉体(ti)，在表面(mian)活(huo)性剂和添加剂的作用下，陶(tao)(tao)瓷(ci)粉体(ti)在光敏树脂中充分分散后成为陶(tao)(tao)瓷(ci)浆(jiang)料(liao)/膏材(cai)(cai)。但正是(shi)由于陶(tao)(tao)瓷(ci)粉体(ti)的加入(ru)，使(shi)得陶(tao)(tao)瓷(ci)浆(jiang)料(liao)/膏材(cai)(cai)对入(ru)射(she)光的感(gan)光效果差别较大，进(jin)一步影响了材(cai)(cai)料(liao)的打印效果。目前常用于SLA成型(xing)的陶(tao)(tao)瓷(ci)材(cai)(cai)料(liao)包括ZrO2、Al2O3、SiO2、羟基磷灰(hui)石、锆(gao)钛酸和(he)铅磷酸钙(gai)等。
除了陶瓷(ci)材料本身对入射光的感光效果(guo)不同(tong)，陶瓷(ci)粉体(ti)粒径(jing)分布、形貌、浆料沉降性(xing)能、黏度等因(yin)素，都对(dui)材料的打印效(xiao)果产生影(ying)响，因(yin)此也成为业内(nei)研(yan)究的热点。
光(guang)固化(hua)成(cheng)型的(de)各项影响因素
总结
快速成型技术作为一种(zhong)高新制(zhi)造(zao)技术，从诞(dan)生至(zhi)今，不断(duan)开发创(chuang)新出新的工(gong)艺、技术及材(cai)料，不断(duan)推动我国传(chuan)统(tong)制(zhi)造(zao)模(mo)式的变革，使其向精(jing)密(mi)化(hua)、标准化(hua)、低成本(ben)化(hua)发展，但还存在制(zhi)造(zao)精(jing)度差、强度低、成本(ben)高等难题，难以(yi)实现大规(gui)模(mo)市场 化应(ying)用(yong)。后续科(ke)研(yan)人员还需要(yao)在快速成(cheng)型(xing)用(yong)新材料(liao)、新工(gong)艺、新技(ji)术等(deng)(deng)方(fang)(fang)面(mian)开展(zhan)研(yan)究，比如提高(gao)坯(pi)体中陶瓷(ci)材料(liao)体积含量(liang)，加强(qiang)陶瓷(ci)形变和收缩控制的同(tong)时(shi)，提高(gao)成(cheng)型(xing)速度，缩短陶瓷(ci)件制备(bei)时(shi)间等(deng)(deng)，特别是(shi)在面(mian)向结构(gou)功能一体化和梯(ti)度化制造，以(yi)及(ji)多(duo)材料(liao)/多(duo)工(gong)艺复合高(gao)效(xiao)制造等(deng)(deng)方(fang)(fang)面(mian)，开展(zhan)细致研(yan)究，促(cu)进先进陶瓷(ci)快速成(cheng)型(xing)技(ji)术在实(shi)际工(gong)业生产(chan)中的应(ying)用(yong)。
参(can)考来(lai)源(yuan)：
1.先(xian)进(jin)陶瓷材料(liao)快速成型技(ji)术研究(jiu)进(jin)展，张晓(xiao)丽(li)、李楠(nan)、宋(song)涛、王守兴、于宏(hong)林（陶瓷）
2.新时期(qi)快速成型技术的(de)(de)研(yan)究及其在(zai)自(zi)动化铸造(zao)的(de)(de)运用，王志(zhi)强(qiang)（化工中间体(ti)）
3.应用于陶瓷材(cai)料的快速成(cheng)型技术的发展(zhan)，左开慧、姚(yao)冬旭、夏咏锋、尹金伟、曾宇平（中(zhong)国材(cai)料进展(zhan)）。
粉(fen)体(ti)圈小吉
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