陶瓷增材制造（Ceramic AM）随着技术进步和完善，已经在越来越多的领域凸显独特优势，但与高度成熟的聚合物、金属增材制造不同，其仍主要用于定制化、小批量生产，应对工业化场景需求时存在巨大挑战——打印体（生坯，绿体）在经历干燥、脱胶和烧结后，无论外观尺寸还是性能参数，个体之间往往存在偏差。3D打印工业近日报道，美国National Institute of Standards and Technology (NIST)指出，陶瓷增材制造工业化需要建立完整可追溯链条，核心便是标准化陶瓷浆料流变检测的解决方案。

陶瓷增材制造过程大致是：粉体 → 浆料 → 打印 → 绿体 → 脱模 → 烧结 → 后处理（磨抛等）到最终部件，NIST认为即便使用相同厂家相同牌号的粉体制备浆料，不同单位的实验室也会给出不同的检测结果，这导致无法进行工艺转移和放大。比如浆料配方中有分散剂、粘结剂、光聚合树脂、增塑剂等等影响粘度、沉降稳定性等性能的成分。即便统一用流变仪进行检测，不同品牌、测量温度、剪切速率以及浆料静置时间等也会导致输出的参数报告大相径庭。

NIST所做的工作以及给出的答案是：梳理导致差异的原因，在此基础上建立共识测试方法，最终形成用于不同细分工艺的增材制造的标准化浆料流变检测的解决方案。具体包括：

1、粉体标准化：粒度分布、粉体形貌；

2、浆料制备：粉末干燥条件、混合顺序、混合能量、球磨参数、脱气程序、老化时间；

3、流变测试（以直接喷墨打印DIW为例）选择旋转流变仪：控制温度，设定剪切速率范围和测量序列；

4、固含量测试（体积、重量）

除此之外，NIST也提出增材制造产生的各类缺陷，比如胚体孔隙、脱模裂纹、烧结气孔、密度梯度等，这需要建立失效分析数据库。

小结

以上，NIST没有提及但却严重影响陶瓷增材制造工业化的还有烧结收缩，影响因素除了浆料，还有材料种类、XYZ轴各向差异等，建立收缩补偿数据库和计算模型也是个非常复杂和繁琐的工作内容。本文介绍的仅是NIST进行的从实验室演示向合格的工业生产过渡的“计量基础设施”的工作，而成熟的陶瓷AM行业还依赖于NIST未提及的其他工艺环节进行标准化的建立，最终完善为“完整的材料-工艺-性能解决方案”。

编译整理 郜白