陶瓷3D打印用途廣泛 精確把控微觀組織結(jié)構(gòu)

早在約公元前8000-2000年（新石器時(shí)代），中國人就發(fā)明了陶器。除了在裝飾、食器領(lǐng)域的應(yīng)用之外，陶瓷在科學(xué)技術(shù)、文物考古等領(lǐng)域也扮演著重要角色。陶瓷3D打印技術(shù)的出現(xiàn)，更為科技史增添了一抹亮色。

提起陶瓷3D打印，就得先了解什么是3D打印。由于結(jié)合了數(shù)字建模、資料技能、信息處理等多范疇的前沿科技成果，3D打印打破了傳統(tǒng)加工的思維方式，被業(yè)內(nèi)人士視為“第三次工業(yè)革命具有代表性的生產(chǎn)工具”。

隨著美學(xué)和性能要求的進(jìn)一步提高，陶瓷3D打印作為一種解決方案應(yīng)運(yùn)而生。陶瓷3D打印作為3D打印技術(shù)成果的集中展示，正迎來快速發(fā)展的新機(jī)遇。目前，跨國公司、創(chuàng)業(yè)公司正致力于借助陶瓷3D打印來縮短不同終端用戶行業(yè)的執(zhí)行時(shí)間并提高運(yùn)營效率。例如，2018年，佳能公司年開發(fā)出新的陶瓷3D打印技術(shù)，可用于在耐熱、耐腐蝕和絕緣性能方面有特殊需求的應(yīng)用。此外，佳能還開發(fā)了新的陶瓷材料，以生產(chǎn)高精度的零部件。

目前，國內(nèi)外陶瓷3D打印的研究熱點(diǎn)主要集中在材料和設(shè)備上。其中，以工程塑料、光敏樹脂等為代表的有機(jī)高分子材料和以銅合金、鈦合金、鋁合金、不銹鋼等為代表的金屬材料的陶瓷3D打印已經(jīng)獲得較大進(jìn)展。

從客戶群體來看，3D打印陶瓷市場當(dāng)前的客戶群體主要來源于航空航天和國防高新技術(shù)行業(yè)，這兩者均對(duì)航天器的隔熱瓦等陶瓷制品有著大量的需求。此外，生物健康醫(yī)療領(lǐng)域也是陶瓷3D打印落地的一大行業(yè)。

借助陶瓷3D打印制造假牙、植入體、手術(shù)器械、人體假肢等醫(yī)療產(chǎn)品，不但能準(zhǔn)確的滿足患者的定制化需求、生物兼容性非常好，而且省時(shí)省力、效率較高。在牙科領(lǐng)域，陶瓷3D打印提供了新的設(shè)計(jì)自由度，既可以逐層生產(chǎn)復(fù)雜的3D無金屬應(yīng)用程序，同時(shí)可以克服標(biāo)準(zhǔn)陶瓷工藝的技術(shù)局限性。

為了更換缺失的牙齒，醫(yī)生可以給患者使用內(nèi)旋螺釘型牙種植體進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹委?。使用基于光刻的陶?D打印技術(shù)，可以用高度可重復(fù)的方式制造出大量形狀復(fù)雜且貼合度較高的復(fù)雜陶瓷植入物。

在航天航空領(lǐng)域，陶瓷3D打印同樣用途廣泛。目前，在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用的陶瓷零件可分為襟翼、噴管、機(jī)頭罩、機(jī)翼前緣、渦輪整體葉盤等結(jié)構(gòu)零件和天線罩、天線窗等功能零件。借助陶瓷3D打印制造出來的零部件， 因強(qiáng)度高、耐高溫、密度低、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)在航空航天制造領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

從技術(shù)角度來看，目前陶瓷3D打印技術(shù)主要有激光選區(qū)燒結(jié)技術(shù)（SLS）、噴墨打印技術(shù)（IJP）、熔融沉積成型技術(shù)（FDM）、分層實(shí)體制造技術(shù)（LOM）、三維打印技術(shù)（3DP）等，未來隨著科研攻關(guān)速度的不斷加快，更多兼具實(shí)用性和科技感的技術(shù)將紛紛出現(xiàn)，并得到推廣應(yīng)用。

據(jù)市場調(diào)研機(jī)構(gòu)Grand View Research的報(bào)告顯示，全球陶瓷3D打印市場到2025年預(yù)計(jì)將逼近1.6億美元，平均年增長率達(dá)到34%，這將是3D打印市場細(xì)分領(lǐng)域在未來的新增長點(diǎn)。

陶瓷3D打印對(duì)微觀組織結(jié)構(gòu)的強(qiáng)大控制能力，能較好地滿足功能集成性零件、拓?fù)鋬?yōu)化異性零件等需求?；诖?，相關(guān)公司會(huì)進(jìn)行定制化原材料選擇、生產(chǎn)制造以及工藝革新。