陶瓷光固化3D打印技術的研究始于20世紀90年代，盡管與聚合物和金屬材料相比，陶瓷光固化產業起步較晚，但發展迅速，國內外越來越多的研究者進行陶瓷光固化3D打印設備及材料的研究。不僅因為陶瓷材料的性能優異，應用前景廣泛，也因為光固化陶瓷3D打印技術相比于其他陶瓷增材制造方法，打印精度更高，并且在制備復雜形狀以及高精度大型零部件方面有很大的優勢。

陶瓷光固化體系漿料一般由陶瓷粉體、光固化單體、光引發劑、分散劑、稀釋劑等組成，由于微納米陶瓷粉體的加入，使得陶瓷漿料的打印比普通樹脂更加困難。陶瓷粉體的加入不僅使陶瓷漿料的粘度增加造成打印過程困難，也容易引起缺陷，同時陶瓷顆粒會對光產生散射作用，引起打印精度降低。因此陶瓷漿料的制備特性和光固化成型特性成為目前研究的熱點。

本發明關于一種光固化3D打印改性陶瓷型芯及其制備方法，其中，所述制備方法，包括如下步驟：將強化劑、礦化劑、液相添加劑、光固化樹脂預混液配制成光固化3D打印陶瓷型芯漿料；通過光固化3D打印設備對光固化3D打印陶瓷型芯漿料進行光固化處理，得到光固化3D打印陶瓷素坯；對光固化3D打印陶瓷型芯素坯進行脫脂、燒結處理，得到光固化3D打印陶瓷型芯本體；至少部分液相添加劑在脫脂、燒結處理步驟中轉化成晶態氧化物陶瓷、非晶態氧化物陶瓷及非晶態非氧化物陶瓷；對光固化3D打印陶瓷型芯本體進行浸漬處理、后處理，得到光固化3D打印改性陶瓷型芯。本發明能減少陶瓷型芯的微裂紋，提高陶瓷型芯的強度。

有鑒于此，本發明提供一種光固化3D打印多級孔陶瓷材料及其制備方法，主要目的在于制備出孔隙的分布、孔徑均可控的多級孔陶瓷材料。

光固化3D打印技術具有成型精度高、成型速度快的優點，可實現復雜形狀的一次成型；這些特點為多孔陶瓷材料提供了便利的制備條件。目前，現有技術也公開了多種光固化3D打印多孔陶瓷材料的方法；但是，這些現有技術還無法實現制備孔隙的分布、孔徑均可控的多級孔陶瓷材料。

等在1996年提出利用光固化成型制備陶瓷零件的工藝，分別研究了氧化硅、氧化鋁和氮化硅三種陶瓷的光固化中的打印參數，制備了固含量為50vol.%的陶瓷漿料，使用定理分析了曝光時間與固化厚度的關系，并對比了不同陶瓷胚件經過脫脂與燒結后的陶瓷零件的致密度；為了提高成型尺寸精度，Xing等使用SLA光固化成型技術打印了氧化鋯試樣，測試了它們的表面質量、尺寸精度與機械強度。

采用高固含量Al2O3陶瓷膏體為原料，使用陶瓷光刻3D打印裝備打印設備獲得雷達天線罩模擬件。等將高陶瓷產率的聚硅氮烷和丙烯酸樹脂混合，并采用光固化工藝進行成型經燒結后制備獲得了長方體、蜂窩結構和晶格結構的氮化硅陶瓷。等采用氮化硅和二氧化硅混合的陶瓷漿料作為原料，采用光固化工藝制備了氮化硅/氧化硅復相陶瓷。

綜上，本發明所述方法制備的光固化3D打印多級孔陶瓷材料的孔隙分布和尺寸可控、力學性能可控、表面狀態可控，可根據需要一次成型得到不同復雜形狀的多級孔陶瓷材料，成本較低，工藝簡單，孔隙率較高。

金屬陶瓷復合材料的3D打印技術一直是工業領域難題。一位3D打印行業的專家告訴36kr，「恒普激光」的技術突破性正在于此，其目前成功量產的產品，3D打印部分的陶瓷含量要遠遠超出行業水平。

本發明是關于一種光固化3D打印多級孔陶瓷材料及其制備方法，其中，光固化3D打印多級孔陶瓷材料的制備方法包括如下步驟：將稀釋劑與光敏樹脂配制成初級打印樹脂漿料；將陶瓷粉體、多級孔促進劑、表面活性劑配制成多級孔強化劑；多級孔促進劑包括反應性多級孔促進劑和非反應性多級孔促進劑；將初級打印樹脂漿料、多級孔強化劑、彌散劑、固化劑、紫外光吸收調節劑進行混合攪拌，得到陶瓷漿料；采用光固化3D打印機對陶瓷漿料進行光固化成型處理，得到光固化成型素坯；對光固化成型素坯進行脫脂、燒結處理，得到多級孔陶瓷材料。本發明主要用于制備出孔隙分布、孔徑均可控、以及孔隙率高的多級孔陶瓷材料，且該制備方法的成本較低、工藝簡單。

基于以上3D打印設備，已實現氧化鋯、氧化鋁、碳化硅、氮化硅等特種陶瓷材料及以羥基磷灰石為主的生物陶瓷材料的3D打印。為3D打印大規模進入應用市場創造有利的客觀條件。

在陶瓷材料增材制造領域，目前已開發了包括氧化鋯、氧化鋁、碳化硅、氮化硅在內的先進陶瓷材料與羥基磷灰石生物陶瓷材料。豐富的材料體系，為眾多應用細分市場通過PEP3D打印技術開發創新性的復雜陶瓷部件創造了有利條件。

深圳科技有限公司成立于2017年6月，是中國金屬/陶瓷間接3D打印技術的開拓者和領航者，專注于金屬/陶瓷間接3D打印裝備及材料研發生產的國家高新技術企業。致力于金屬/陶瓷間接3D打印技術的推廣及應用，為國內外各行業提供從金屬/陶瓷3D打印機、打印材料、后處理設備到打印服務的低成本高性能的間接3D打印整體解決方案，正在逐步建設成為集3D打印設備、打印原材料、軟件與控制系統、打印工藝、前后處理、質量檢測為一體的全產業鏈格局。

高硬度和耐磨性能使加工過程復雜化，在實現復雜陶瓷組件高成本效益的需求推動下，增材制造-3D打印技術逐漸進入到碳化硅等先進陶瓷制造領域。結合3D打印的SiC陶瓷制備技術成為目前研究和應用的主要發展方向之一，能良好地解決傳統陶瓷材料復雜形狀難成型、難加工，制作周期長、成本高的問題。

南極熊導讀：利用3D打印技術實現高性能陶瓷零部件的精細成型是目前的熱點話題。陶瓷3D打印主要是利用光固化技術，通過固化包含了陶瓷粉末和光敏樹脂的漿料來實現打印成型。現有的陶瓷3D打印技術主流是基于選擇性激光固化的SLA陶瓷3D打印技術，另外是基于提拉DLP陶瓷3D打印技術，這些技術面臨三個技術難點：

副研究員及研究團隊在研究復雜結構碳化硅（SIC）陶瓷制備方法時，應用3D打印技術成功制備了碳化硅陶瓷光學元件等高附加值組件。該研究團隊應用了的陶瓷3D打印技術。

本期，3D科學谷將進一步透視碳化硅光學元件中的陶瓷3D打印技術應用邏輯，以及在陶瓷材料選擇，后處理，復合材料開發方面所做的布局。

還有一種獲得致密的陶瓷產品的3D打印技術是XJET的納米粒子噴射技術。XJET通過從超薄層中的噴墨噴嘴噴射數千滴陶瓷納米粒子來制造零件。使用這種基于噴墨和紫外線固化的方法，XJET可以獲得超高的陶瓷含量的毛坯件。

光固化成型階段在整個陶瓷成型工藝中是核心步驟，決定了陶瓷零件的形狀大小與誤差精度。在陶瓷光固化成型工藝過程中，定律能夠準確地描述出打印參數與成型尺寸的關系，定律適用于SLA和DLP成型技術。

陶瓷3D打印技術具備的各項優勢，大幅提高了氧化鋁陶瓷的生產效率并降低了生產成本。由推出的氧化鋁陶瓷3D打印材料可用于生產氧化鋁的陶瓷部件。目前氧化鋁陶瓷3D打印材料已經在建筑、航空航天和電子產品等領域得到了推廣及應用。