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近些年來，憑借機(jī)械強(qiáng)度高、抗壓耐磨、硬度大等優(yōu)勢，陶瓷材料在商業(yè)上的關(guān)注度越來越高，在工業(yè)生產(chǎn)、航空航天、生物制藥、醫(yī)療器械等領(lǐng)域都有大規(guī)模的應(yīng)用。不過由于陶瓷制備成形的成本較高，且加工燒結(jié)所需的時間長，不利于設(shè)計結(jié)構(gòu)復(fù)雜的材料，因此在一定程度上阻礙了它在各領(lǐng)域的發(fā)展。這個時候有著成形精度高、工序周期短、無模個性化制作成本相對較低及材料多樣性等優(yōu)勢的3D打印成為了不錯的選擇。

在常見的陶瓷材料中，氧化鋁具有機(jī)械強(qiáng)度高、絕緣電阻大、硬度高、耐磨、耐腐蝕及耐高溫等一系列優(yōu)良性能，是目前氧化物陶瓷中用途最廣、產(chǎn)銷量最大的陶瓷新材料，在航空航天、模具、耐火材料、電池、生物醫(yī)療等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。憑借上述及顯著的成本優(yōu)勢，氧化鋁在陶瓷3D打印領(lǐng)域中大受歡迎，是最受關(guān)注的打印材料之一。

 升華三維3D打印材料—氧化鋁顆粒料

升華三維推出的陶瓷3D打印材料——氧化鋁顆粒UPGM-AL2O3是一種陶瓷聚合物復(fù)合材料，呈白色，粒徑在8-14目的近球形顆粒，可用于生產(chǎn)氧化鋁的陶瓷部件。基于升華三維首創(chuàng)的粉末擠出打印技術(shù)（PEP），在無模具的情況下通過升華三維3D打印設(shè)備逐層快速打印氧化鋁顆粒使之成型，然后再結(jié)合傳統(tǒng)陶瓷粉末注射成型技術(shù)（CIM）的脫脂燒結(jié)等工藝進(jìn)行后處理，獲得最終致密的陶瓷部件。可應(yīng)用于高溫坩堝 、耐火爐管及特殊耐磨材料，如陶瓷軸承、陶瓷密封件及水閥片等。

氧化鋁陶瓷成型工藝流程

燒結(jié)件力學(xué)性能

陶瓷3D打印技術(shù)具備的各項(xiàng)優(yōu)勢，大幅提高了氧化鋁陶瓷的生產(chǎn)效率并降低了生產(chǎn)成本，目前氧化鋁陶瓷3D打印材料已經(jīng)在建筑、航空航天和電子產(chǎn)品等領(lǐng)域得到了推廣及應(yīng)用，具體如下：

1.醫(yī)療陶瓷

3D陶瓷打印采用氧化鋁制成的陶瓷支架，可廣泛用于臨床醫(yī)療和外科方面的骨折和關(guān)節(jié)軟組織損傷的修復(fù)。骨關(guān)節(jié)軟組織損傷修復(fù)工程采用陶瓷支架的設(shè)計和制造，使陶瓷支架流體力學(xué)的強(qiáng)度和尺寸的精準(zhǔn)度都得到了較大的提高，可廣泛用于醫(yī)療和關(guān)節(jié)周圍的骨折和軟組織缺損的填充和修復(fù)。

 陶瓷植入體（樣品來源：升華三維）

可以說，3D打印在臨床醫(yī)學(xué)和外科領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用大大提高了醫(yī)療和外科關(guān)節(jié)修復(fù)治療的安全性和效率，為多孔生物學(xué)界面的設(shè)計制造和應(yīng)用提供了全新的技術(shù)解決方案。

2.航空航天

由3D打印零部件技術(shù)設(shè)計生產(chǎn)的航天航空設(shè)備零部件產(chǎn)品具有設(shè)計精度高、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)規(guī)整、力學(xué)性能好等優(yōu)勢，制造生產(chǎn)出結(jié)構(gòu)復(fù)雜的光打印零配件，并且可以直接用于航空設(shè)備的修復(fù)和裝配，方便快捷。

氧化鋁零部件（樣品來源：升華三維）

3.化工陶瓷

氧化鋁陶瓷耐腐蝕、耐酸耐堿、耐高溫、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在化工應(yīng)用方面也有廣泛的應(yīng)用。3D打印的氧化鋁陶瓷能夠制作耐腐蝕的精密閥門、特殊催化精密零件等。

4.首飾/工藝品

3D打印可以根據(jù)所需打印出各種特定形狀的物體，同時又因?yàn)檠趸X陶瓷本身具有耐磨、硬度高，具有光澤性等特性，因此在珠寶首飾及工藝品領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

打印飾品

陶瓷3D打印的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用難點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)其高效率、高品質(zhì)的生產(chǎn)，同時高致密度的大型復(fù)雜零件的制造也是其亟待解決的問題。但在可觀的市場前景的驅(qū)使下，國內(nèi)對于陶瓷3D打印的研究已逐漸走向成熟，尤其是氧化鋁等常見材料，距離產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用已不再遙遠(yuǎn)。一旦成功，陶瓷3D打印必能為航空航天、高端武器、電子等高精尖產(chǎn)業(yè)帶來無法估量的效益，值得期待！