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3D陶瓷打印机流行的两种机型和发展
更新时间：2020-01-16 点击次数：5291
近年来，陶瓷3D打印逐渐兴起，据机构预测，3D打印陶瓷市场的规模有望从2016年的2780万美元，增长至2021年的1.315亿美元，期间的复合年增长率将高达29.6%，2027年将达到10亿美元，在航空航天，医疗，工业制造甚至消费品领域将会迅速普及。陶瓷3D打印方法有多种，其中较方法采用的原料是陶瓷-光敏树脂浆料，工艺流程如下：
陶瓷-光敏树脂浆料由陶瓷粉和液态光敏树脂单体混合而成，此外还包括光引发剂、溶剂、分散剂等助剂。
3D陶瓷打印机流行的两种机型：
1. 采用下光源面投影固化陶瓷-光敏树脂浆料。
2. 采用上置激光-振镜扫描固化陶瓷-光敏树脂浆料。打印氧化锆陶瓷测试件3点弯曲强度为1100 MPa，相对密度为99%。
在研究所研发成果的基础上，我们已能批量生产高性能陶瓷3D打印机，这种打印机有4种型号，其主要技术参数如下：
01
采用激光–振镜扫描成形原理
激光固化陶瓷–光敏树脂浆料后，形成3D陶瓷生坯件，然后经脱脂与高温烧结，构成陶瓷件。
02
浆料性能稳定，打印陶瓷件的密度和强度高
采用高陶瓷容积比的浆料，所含成分长时间不偏析、不沉降，打印陶瓷件有高密度和高强度。
03
采用循环式加料与余料回收，材料利用率高
不设置活塞式浆料缸，采用强力泵使陶瓷浆由料盒流至成形台，并循环工作，回收剩余的陶瓷浆料，正常打印所需浆料容积小于3～5 L，特别适合打印材料研发。
04
刮刀倾角可变，铺设浆料薄层均匀、平坦
能根据陶瓷浆料的黏度，优化刮刀倾角，确保浆料薄层达到25μm。
05
采用特殊防卡壳结构设计，运行更可靠
浆料中细小陶瓷硬粒不会造成运动障碍和卡死。
06
多项打印参数可调，工艺性和材料适应性好
可调节的参数有：激光输出功率、光斑尺寸、激光焦点、激光扫描速度和扫描路径、刮刀倾角和打印速度，从而能确保陶瓷件层间可靠粘结、表面光洁和高打印效率，并可打印梯度组织陶瓷件。因此，与DLP式陶瓷3D打印机相比较，有更好的工艺性和材料适应性。
2018年，我司研发了一台基于挤出自由成形制造的陶瓷3D打印机，并用氧化铝、氧化锆、生物玻璃45S5分别成形了C形环状样件，然后测量了各个样件烧结前后的硬度。测量结果表明了使用这样一台定制化设计3D陶瓷打印机打印陶瓷件的可行性。
定制化设计的机器由一台塑料熔融沉积成形3D打印机转换而来。这台设备长宽高分别为320mm,320mm,600mm。外部框架使用铝合金型材。为了安装用于陶瓷浆料的新型挤出机，需要设计新的挤出装置。挤出装置需要包含一个自动储料盒，在该储料盒中储存用于挤出的陶瓷浆料。
