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基于浆料形态的陶瓷3D打印技术的浆料体系研究进展

2021-07-13刘文进周国相林坤鹏张砚召杨治华贾德昌

硅酸盐通报 2021年6期

刘文进,周国相,林坤鹏,张砚召,赵 哲,杨治华,2,贾德昌,周 玉

(1.哈尔滨工业大学特种陶瓷研究所,哈尔滨 150006;2.哈尔滨工业大学重庆研究院,重庆 400000)

0 引 言

陶瓷的应用在我国具有悠久的历史。从日常生活使用的传统瓷器到现代的电子陶瓷、结构陶瓷等特殊陶瓷,陶瓷的应用范围已发生极大的变化,也因其具有耐高温、硬度大、导热效率高等优点,备受学者关注。传统制备陶瓷的方法是将各种原料粉末混合、成型、烧结,得到陶瓷件。但由于陶瓷烧结需要较高温度,形状尺寸和性能极易受到烧结过程的影响,且陶瓷本身脆性较大,烧结后不易再加工,所以一些表面质量和精度较高的陶瓷利用传统制备工艺很难得到[1]。而3D打印技术则在解决这个问题上起重要作用。

3D打印技术也称增材制造,以其操作简单、成型快、精度高等优点[2]成为生物医学、航空航天、工业生产等领域[3-4]最具发展前景的技术之一。3D打印技术通过计算机辅助设计,按照数字化模型,可快速精准地获得传统工艺无法轻易得到的精密器件,也因其在高度复杂结构陶瓷器件成型方面的巨大优势,成为众多学者研究的重点。目前,用于陶瓷领域的3D打印技术主要有熔融沉积成型(fused deposition modeling, FDM)、选择性激光烧结(selective laser sintering, SLS)、光固化成型(stereolithography, SLA/digital light processing, DLP)、喷墨打印(inkjet printing, IJP)和直写成型(direct inkjet writing, DIW)等,在陶瓷3D打印技术中,用于3D打印材料的状态可分为三种:浆料形态、粉体形态、固体形态。本文详细介绍了上述陶瓷3D打印技术的原理及优缺点,并以技术应用最广泛的浆料基陶瓷3D打印技术为例,对其打印浆料中的粘结剂、分散剂等主要添加剂的种类、使用原理和效果进行综述。……

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