孟雯杰，段国林，张 静，戈权珍

（河北工业大学机械工程学院，天津 300000）

1 引言

近年来，随着3D 打印或者快速成型技术在材料科学领域的兴起，以陶瓷直接成型制造技术为基础，陶瓷的3D 打印技术也逐渐成为陶瓷材料制备科学的前沿课题。其中浆料直写成型技术[1]无需任何激光束或者紫外线照射，在常温或低温条件下通过挤出方式便可成型出三维复杂形状产品。浆料直写成型技术虽出现较早，开始被称为自动注浆成型（robocasting），直到近年才被归于3D 打印技术的范畴。微流挤出成形工艺[2]便是基于浆料直写成型技术，一般指挤出头直径在（0.2～0.5）mm 之间，在室温下通过简单的陶瓷原料制备水基浆料即可成型出微米级高精度陶瓷三维结构，如陶瓷义齿的三维打印。在该工艺中挤出机构设计是提高陶浆料件成形性能的关键因素之一，将直接影响到成形能否顺利进行。美国密苏里大学罗拉分校（Missouri University of Science and Technology，Rolla，Missouri）机械与航空航天系提出的低温挤压自由成形（Freeze-form Extrusion Fabrication），FEF 技术[3]采用柱塞式挤出机构，通过柱塞正向位移产生均匀稳定高压，具有很小的剪切和摩擦效应等优点，但在成形拐角处易产生材料堆积，有“运动滞后”和“流涎”现象。美国康涅狄格大学开发的SME[4]（Slurry Micro-extrusion）工艺采用气压式挤出机构，以压缩气体产生的压力作为驱动力，实现对成形材料无污染，尤其适用于对生物材料的制造。文献[5]开发的PED（Precision Extruding Deposition）工艺则采用精密螺杆挤出机构，通过旋转螺杆对陶瓷浆料产生的剪切推力将其挤出，该机构最大的优点在于可以实现材料的连续进给，但在挤出过程流量稳定性难以精确控制。……