周俊良 常鸿祥 陈相序

(北京化工大学机电工程学院 北京 100029 )

陶瓷材质具有高强度、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、化学稳定性好的优点。但其也具有难于加工成复杂形状，制作周期长，尤其不适合制作复杂几何形体的缺点。如制作镂空的球体，或者是特殊的几何形体，在设计中某些部分往往不适合机械加工，需要复杂的后期处理手段(特定花纹或造型必须使用昂贵的碳化物或钻石等工具才能加工)。近年来，随着3D打印技术的快速发展和技术越来越成熟，人们对3D打印技术的关注也在逐步增加，3D打印技术现已可以实现以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术[2]。 首先通过计算机设计出结构复杂的模型，再利用配套的自动化装备进行3D逐层打印，使陶瓷材料能够快速成形，因此广泛应用于航空航天、汽车制造、数码产品、医学等领域得到了广泛应用。

陶瓷3D打印技术能使陶瓷生产比传统方法节省90%的时间。这项技术不仅可以节约时间，还可以让设计人员突破传统陶瓷的形状束缚，展开更为广泛的想象空间，还可以使用多种多样的陶瓷材料，从硬度较低的氧化铝陶瓷到非常坚硬抗磨的氧化锆陶瓷。这些陶瓷可耐受1 500～1 700 ℃的高温，介电强度可达150 V/mm。氧化铝陶瓷材料不仅耐磨、耐腐蚀，并且是较为理想的机械制造原料。

1 3D打印陶瓷材料

目前我国可应用于3D打印的陶瓷材料还十分有限，尚处于研制状态的3D打印陶瓷材料主要有：