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陶瓷材料3D打印技术的优势在哪里?

发布时间:2023-01-30浏览次数:666

 2019年,全球3D打印产业规模达119.56亿美元,增长率为29.9%,同比增长增加4.5%。放眼国内,国内2019年3D打印产业规模达157.47亿元,较2018年实现大幅提升。2020年,国内3D打印产业又站立在了变革与创新的前沿阵地上。

  陶瓷材料具有高硬度、高强度、耐高温、低密度、化学稳定性好、耐腐蚀等优异特性,是三大固体材料之一。目前,陶瓷3D打印制备的主要有氧化锆陶瓷、氧化铝陶瓷、磷酸钙陶瓷等。

  常见的几种陶瓷3D打印结构设计包括夹层结构、仿生结构、点阵结构、个性化设计四种。其中,夹层结构的优势在于吸音、隔热、耐疲劳、质量较轻、弯曲强度大、抗失稳能力强;点阵结构的优势在于节省材料、减轻重量、均匀分解外部载荷,保证承载能、用作植入物时与人体组织密切融。

  实现陶瓷材料3D打印技术需要依靠两个系统,一是计算机软件系统,即用来进行结构和图形的设计,并将其转换成通用的代码语言;二是接收指令的运作系统,即用来输出打印终的成品。

  从具体过程来看,通过陶瓷墨水的输送进行3D打印。如果想要颜色的渐变,在原料中可以添加不同的颜色粉料就可以达到效果。在专业的机械化操作下,陶瓷工艺品的成品率高,造型精美且别具一格。

  总结起来,3D打印可以让陶瓷的细节呈现更加细腻、生动新奇、立体感更强,色彩也更加丰富多变,在基本模型的基础上,通过3D打印技术可以将陶瓷任意缩小放大,并及时修复陶瓷上的瑕疵、缺陷。与其他材料相比,陶瓷更具美感,触觉性也更为优越,在化学抗性以及生物相容性方面表现出众,所以陶瓷3D打印常常会用于3D打印的医学应用当中。

  一件3D打印陶瓷产品的呈现,总需要借助相应的设备。运用陶瓷3D打印机后,一向以塑料和金属为材料的3D打印可以使用特制的专属泥料作为原料进行打印,使心中创意造型很快变为实物;陶瓷极速干燥箱则是在打印完成后,快速为瓷坯干燥上釉;然后送入陶瓷快速烧成炉进行烧制,一件陶瓷作品制作完成。国际瓷都江西景德镇多所科研院校及企业都已引入3D打印相关技术及设备。

  据调研报告《2020年陶瓷增材制造》预测,到2030年,陶瓷的增材制造市场将增长到31亿美元,包括所有硬件、材料和相关零件收入。整个陶瓷市场,包括所有与传统陶瓷(砂和水泥)相关的收入,到同年可能达到48亿美元。

  在工业4.0的大背景以及各国的大力支持下,预计未来十年,全球3D打印产业将仍处于高速增长期。据IDC预测,2020年全球3D打印产业产值将达289亿美元。我国作为全球3D打印产业发展的大力推动者和促进者,将在3D打印行业标准制定、专业人才培养、前沿技术研发等方面投入更多的精力。

  关键核心技术达到国际同步发展水平,工艺装备基本满足行业应用需求,生态体系建设显著完善,在部分领域实现规模化应用,国际发展能力明显提升,这些是2020年我国增材制造产业发展的目标。在2020年年底,我们或许能更全面、客观的了解这些小目标的实现状况。