陶瓷材料作为三大基本材料之一，因具有出色的物学性质及力学性能被广泛应用于工业界中。但陶瓷材料加工难，成本高、耗时长等问题同时也限制了它的发展，工业中使用的陶瓷制品往往只具备简单的三维形状。因此，利用便捷且具有成本优势的增材制造技术制备陶瓷材料逐渐成为了一个新的发展趋势，目前已经成功应用陶瓷3D打印的领域有航天、骨科、齿科、化工、艺术等领域。

光固化成型技术打印的陶瓷制品

陶瓷3D打印技术已从最早的理论设计、教学演示发展到精密零部件的直接制造，并随着打印设备和浆料配方的成熟，它的应用类型将越来越丰富，目前主要可分为：光固化成型、激光选区烧结、激光选区融化、喷射粘结成型、熔融沉积成型等。其中陶瓷光固化成型技以光敏聚合为原理，打印出的样品具有成型精度高、成型表面质量理想等特点，这种方法极大冲击了传统陶瓷依赖模具制造的理念，从而受到广泛关注。

陶瓷光固化技术概述

光固化成型技术的基本原理是通过计算机控制特定波长的光，选择性地照射在光敏树脂上，引起树脂内部的交联固化形成单层轮廓，然后通过上下移动工作平台使光敏树脂重新涂覆表面，继续进行下一层固化，如此循环直到获得最终的实体模型。根据单层固化方式不同，光固化成型技术可以分为立体光固化成型技术（stereolithography, SL）和数字光处理技术（digital light processing, DLP）两种。

立体光固化技术是由美国Hull在1986年首次提出后被3D Systems公司商业化的增材制造技术。光固化过程通常采用特定波长光束（通常为紫外光）对材料体系表面进行点-线-面扫描固化，随后逐层叠加（见下图）。控制工作台按照单层的厚度上升或者下降，通过刮刀将光敏树脂平整地涂覆于制件表面，准备继续进行下一次固化；重复上述的固化过程，直到获得最终的实体模型。

立体光固化

数字光处理技术(DLP)是以美国德州仪器公司的数字微镜装置(Digital Micromirror Device，DMD)为主要关键处理元件而开发的光固化成型技术。DLP技术的工作原理与SLA技术的类似(如图2所示)，都是通过特定光源对区域进行选择性照射。但是DLP是基于动态掩膜面曝光的光固化技术，利用紫外光可使该层图像直接投影到整个区域中，实现面固化成型，然后层层固化叠加，不需要如SL那样点-线-面扫描才能完成单层固化，极大提高了打印速率，而且对陶瓷浆料的黏度要求不高，适用于生产复杂精密或多孔薄壁的陶瓷器件。

数字光处理

陶瓷光固化具体过程：将陶瓷粉末加入可光固化的溶液中，通过高速搅拌使陶瓷粉末在溶液中分散均匀，制备高固相含量、低粘度的陶瓷浆料，然后使陶瓷浆料在光固化成型机上直接逐层固化，累加得到陶瓷零件素坯，再通过后续的加热脱脂工艺，将坯体零件中作为粘接剂的有机成分通过高温排除，得到零件素坯后，进行烧结工艺，得到致密化的陶瓷零件。

技术优势：光固化3D打印技术对于实现高精度、定制化的设计非常便捷，因此为陶瓷材料的精加工提供了较好的技术手段，将该技术引入高科技陶瓷制造将解决模具依赖、复杂形状及多种功能变化的零件制造困难等问题。

精度极高的光固化3D陶瓷打印件

陶瓷光固化技术的发展现状

尽管与聚合物和金属材料等相比，陶瓷3D打印技术的研究与产业化起步较晚，但近年来也取得了长足的发展。调查机构SmarTech的研究报告指出，2024年陶瓷3D打印的综合市场将超过10亿美元，预计未来增长更为强劲，到2028年可达36亿美元，而陶瓷3D打印高端装备与先进陶瓷打印件产品则将是其中的两大市场。

至于国内，具备3D打印行业多年经验的上海偶为智能科技有限公司介绍道，在高性能工业陶瓷或特种先进陶瓷的增值效益的驱动力下，近年来业界对陶瓷光固化3D打印技术的期待值正不断上升。目前常用于氧化锆、氧化铝、玻璃陶瓷等惰性生物陶瓷的制备，除此之外羟基磷灰石、磷酸正二硅酸钙等活性生物陶瓷也是常见的选择。

但像碳化硅和氮化硅等颜色为灰色或深色的陶瓷粉体，它们的颜色会明显影响其透光性能和固化能力，在该领域发展较为缓慢。不过随着上海偶为对相关技术的研发投入，目前在碳化硅、氮化硅等深色超难固化的陶瓷材料上已取得重大突破。

左：AMFac50陶瓷光固化3D打印机

右：大幅面陶瓷光固化3D打印机

目前在陶瓷打印领域，上海偶为主要提供两款产品，一是理想的入门级陶瓷3D打印机“垚层炫AMFac50陶瓷光固化3D打印机”，主要针对高校、研究院等科研场所，可以快速实现复杂结构陶瓷制品的个性化打印制造，可经济高效地制造陶瓷原型和小批量产品；二是工业型生产用陶瓷3D打印机“大幅面陶瓷光固化3D打印机”，可完美适用于大尺寸、高精度陶瓷产品的生产制造，适合高价值复杂构型陶瓷产品的需要。同时保留参数开源、支持多种材料的成型研究。如果您对此感兴趣，欢迎通过粉体圈房经理（18666974612）与他们取得联系噢。

关于上海偶为

上海偶为智能科技有限公司专注于光固化陶瓷3D打印机和应用行业功能材料的研发、生产与销售，并提供应用行业内、系统完整的数字化生产加工解决方案。针对口腔医疗行业，采用DLP陶瓷打印解决方案，为传统口腔行业的加工厂商提供从三维牙冠数字化设计、排版、切片、3D打印、清洗、脱脂、烧结、染色、上釉、烧制等全套数字化生产工艺流程的改造方案。整套方案包括设计软件、陶瓷3D打印机、脱脂烧结炉、打印耗材等。从机械设备、原材料到人员培训和生产流程搭建的全套方案。

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