近年來(lái)，陶瓷3D打印逐漸興起，據(jù)國(guó)際權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，3D打印陶瓷市場(chǎng)的全球規(guī)模有望從2016年的2780萬(wàn)美元，增長(zhǎng)至2021年的1.315億美元，期間的復(fù)合年增長(zhǎng)率(CAGR)將高達(dá)29.6%，2027年將達(dá)到10億美元，在航空航天，醫(yī)療，工業(yè)制造甚至消費(fèi)品領(lǐng)域?qū)?huì)迅速普及。陶瓷3D打印方法有多種，其中較先進(jìn)方法采用的原料是陶瓷-光敏樹(shù)脂漿料，工藝流程如下：

陶瓷-光敏樹(shù)脂漿料由陶瓷粉和液態(tài)光敏樹(shù)脂單體混合而成，此外還包括光引發(fā)劑、溶劑、分散劑等助劑。

目前，陶瓷3D打印機(jī)有兩種流行機(jī)型：

1. 奧地利Lithoz公司生產(chǎn)的陶瓷3D打印機(jī)，采用下光源面投影（DLP）固化陶瓷-光敏樹(shù)脂漿料。

2. 法國(guó)3DCERAM公司生產(chǎn)的陶瓷3D打印機(jī)，采用上置激光-振鏡掃描（SLA）固化陶瓷-光敏樹(shù)脂漿料。打印氧化鋯陶瓷測(cè)試件3點(diǎn)彎曲強(qiáng)度為1100 MPa，相對(duì)密度為99%。

在昆山工研院3D研究所研發(fā)成果的基礎(chǔ)上，昆山博力邁三維打印科技有限公司已能批量生產(chǎn)高性能陶瓷3D打印機(jī)，這種打印機(jī)有4種型號(hào)，其主要技術(shù)參數(shù)如下：

CSL陶瓷3D打印機(jī)采用自主專利的陶瓷漿料和3D打印技術(shù)，是科技部2018年重點(diǎn)專項(xiàng)（1.20）的首選陶瓷3D打印機(jī)，有如下特點(diǎn)：

（1）采用先進(jìn)激光–振鏡掃描（SLA）成形原理

激光固化陶瓷–光敏樹(shù)脂漿料后，形成3D陶瓷生坯件，然后經(jīng)脫脂與高溫?zé)Y(jié)，構(gòu)成陶瓷件。

（2）漿料性能穩(wěn)定，打印陶瓷件的密度和強(qiáng)度高

采用高陶瓷容積比的漿料，所含成分長(zhǎng)時(shí)間不偏析、不沉降，打印陶瓷件有高密度和高強(qiáng)度（氧化鋯陶瓷測(cè)試件的3點(diǎn)彎曲強(qiáng)度可達(dá)750 -1000 MPa）。

（3）采用循環(huán)式加料與余料回收，材料利用率高

不設(shè)置活塞式漿料缸，采用強(qiáng)力泵使陶瓷漿由料盒流至成形臺(tái)，并循環(huán)工作，回收剩余的陶瓷漿料，正常打印所需漿料容積小于3～5 L，特別適合打印材料研發(fā)。

（4）刮刀傾角可變，鋪設(shè)漿料薄層均勻、平坦

能根據(jù)陶瓷漿料的黏度，優(yōu)化刮刀傾角，確保漿料薄層達(dá)到25μm。

（5）采用特殊防卡殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，運(yùn)行更可靠

漿料中細(xì)小陶瓷硬粒不會(huì)造成運(yùn)動(dòng)障礙和卡死。

（6）多項(xiàng)打印參數(shù)可調(diào)，工藝性和材料適應(yīng)性好

可調(diào)節(jié)的參數(shù)有：激光輸出功率、光斑尺寸、激光焦點(diǎn)、激光掃描速度和掃描路徑、刮刀傾角和打印速度，從而能確保陶瓷件層間可靠粘結(jié)、表面光潔和高打印效率，并可打印梯度組織陶瓷件。因此，與DLP式陶瓷3D打印機(jī)相比較，有更好的工藝性和材料適應(yīng)性。

高性能陶瓷3D打印機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域如下圖所示：

在北大口腔醫(yī)院牽頭的2018年科技部“增材制造與激光制造”重點(diǎn)專項(xiàng)“口腔修復(fù)體3D打印臨床應(yīng)用示范”中，博力邁公司負(fù)責(zé)提供自主研發(fā)的氧化鋯SLA成形設(shè)備、配合進(jìn)行漿料配置、成形、脫脂燒結(jié)工藝的優(yōu)化。

下面是博力邁陶瓷3D打印機(jī)打印的陶瓷件實(shí)例：

氧化鋯陶瓷義齒

采用德國(guó)ATOS光學(xué)掃描儀，對(duì)打印并脫脂燒結(jié)的氧化鋯陶瓷牙冠與設(shè)計(jì)牙冠比對(duì)表明，其關(guān)鍵內(nèi)腔形貌尺寸誤差小于41微米，合乎要求：

陶瓷骨修復(fù)體

三維貫通多孔陶瓷件（孔徑小于0.10-0.15mm）

飛機(jī)葉片與葉輪

機(jī)械零件

裝飾品

綜上所述，博力邁陶瓷3D打印機(jī)有很高的性價(jià)比，完全可以取代同類進(jìn)口產(chǎn)品！有信心向中國(guó)高鐵學(xué)習(xí)，走向世界！

應(yīng)用和推廣陶瓷3D打印技術(shù)的關(guān)鍵是：建立陶瓷漿料、陶瓷3D打印、脫脂燒結(jié)和應(yīng)用的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合與配套！