根據知名市場研究公司MARKETS ANDMARKETS(MM)發布的調查報告,3D打印陶瓷市場的全球規模預計將從2016年的2780萬美元增加到2021年的1.315億美元,期間的復合年增長率(CAGR)將高達29.6%。3D打印一種以數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構造物體的技術,該技術最早在20世紀80年代中期由美國提出。3D打印建模實際上是利用光固化和紙層疊等技術的最新快速成型裝置。3D掃描在模具制造、工業設計等領域被用于制造模型,后逐漸用于一些產品的直接制造,對傳統的工藝流程、生產線、工廠模式、產業鏈組合產生深刻影響,是制造業有代表性的顛覆性技術。
該報告還顯示,截至目前,3D打印陶瓷企業市場經濟份額可以最大的地區教育仍是北美,并有望繼續領跑;歐洲其次,而亞太地區則有望成為后來居上,在未來5年里坐擁全球最高的增長率。主要內容包含3D打印用陶瓷粉末進行材料以及市場、3D打印陶瓷文化產品服務市場和相關信息設備、技術人才市場等的陶瓷3D打印行業市場,發展學生潛力巨大。
陶瓷3D打印技術詳解
陶瓷零件的三維打印包括陶瓷漿料的配制、三維模型的繪制和切片、三維打印成型、燒結等過程,可以直接基于計算機圖形數據進行打印,不需要原型和模具。
目前,陶瓷3D打印技術可分為噴墨打印技術(IJP)、熔融沉淀技術(FDM)、分層固體制造技術(LOM)、選擇性激光燒結技術(SLS)和立體固化技術(SLA)。陶瓷零件可以通過脫脂和高溫燒結由這些技術印刷的陶瓷坯料來獲得。根據成型方法和所用原材料的不同,每種印刷技術各有優劣,發展程度也有差距。
1熔融沉積造型
這種熔融沉積成型是由美國學者斯科特 · 克倫普在1988年開發的,他使用熱塑性纖維從液化器的熔體噴嘴中流出,沿著 x-y 方向移動,這取決于所涉及部件的每一層的形狀,逐行逐層地構建部件。Fdm 使用的原材料,如聚丙烯和 abs 鑄造石蠟。
FDM具有成本低、結構簡單、原料利用率高、不受有毒氣體或化學物質污染的優點,但也存在原型表面條紋明顯、垂直于橫截面方向強度低、成型速度相對較慢、噴嘴容易堵塞、維護不方便等缺點。
2直寫自由成型
直寫自由發展成型工藝技術,將陶瓷材料制備成具有中國固化特性的陶瓷懸浮液,計算機進行控制的Z軸上的漿料輸送系統裝置在X-Y平面內移動,同時從針頭擠出陶瓷懸浮液,其在pH值、光照、熱輻射等固化影響因素相互作用下實現社會固化,逐層堆積問題形成一種陶瓷零件毛坯。
Diw 具有不需要紫外線和激光輻射的優點,可以在室溫下成型,可用于制備高致密燒結體,但也具有水基陶瓷懸浮液穩定性差、儲存期短、有機基陶瓷漿料穩定性高、儲存期長的優點,但需要增加低溫排膠工藝,制造成本高的缺點。
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