浅析陶瓷3D打印技术

立体光刻技术（SLA）

又称光固化成形技术。根据光源种类及作用方式的不同，分为激光扫描固化（SLA）和DLP（Digital Light Processing，数字光处理）面固化工艺。

左为正置式，右为倒置式

SLA技术是通过激光的扫描曝光实现单层的固化。通过紫外激光束，按照设计好的原件层截面，聚焦到工作槽中的陶瓷光敏树脂混合液体，逐点固化，由点及线，由线到面。通过xy方向固化成面后，通过升降台在ｚ轴方向的移动，层层叠加完成三维打印陶瓷零件。DLP技术是通过面光源的投影曝光实现单层的固化。以能在紫外光下固化的液态树脂为粘结剂，与陶瓷粉体等原料混合配制出陶瓷浆料，计算机根据每个截面的轮廓线控制紫外光照射相应区域，浆料很快固化形成一层轮廓，逐层叠加，新固化的一层粘结在前一层上，如此重复直至成形完毕。

光固化成形技术发展至今已经较为成熟，适用于制作结构复杂、精度要求高的零件，已有公司研发出光固化3D打印设备。

陶瓷3D打印公司

随着陶瓷3D打印技术的快速发展，国内外涌现出了一批专注陶瓷3D打印技术产业化的公司，技术原理大都是立体光刻。目前，这些公司在材料和设备研发方面取得了一定进展，开始出售陶瓷3D打印机，提供打印服务。
3DCERAM

创建于2001年，位于著名的法国瓷都利摩日，是世界范围内陶瓷3D打印领域的领头羊之一。十多年前，公司决定使用立体光刻技术（SLA）生产功能陶瓷。2005年，3DCeram与利摩日大学Brie du CHU教授一起合作推出了3D打印陶瓷植入物。渐渐地，也探索了其他市场，到现在已经与工业、航空、珠宝以及钟表等诸多不同领域的客户建立和良好的合作关系，为其打印陶瓷样品。

公司产品

大型工业级陶瓷3D打印机CERAMAKER：打印幅面为300*300*150mm，光源为激光，200um以上的细节可准确表现，于2015年推出。

桌面级陶瓷3D打印机C30：与德国Rapidshape公司联合研发，打印幅面为50*40mm。

3DMIX打印材料：打印机配套的打印材料，已经开发的材质包括氧化铝(Al2O3)、氧化锆(ZrO2)、羟基磷灰石(HAP)以及磷酸三钙(TCP)等。FCP服务：快速响应的打印服务，满足客户对复杂形状陶瓷产品制造需求。

Lithoz

奥地利高性能陶瓷3D打印公司，分拆自维也纳技术大学。2014年获得来自著名的3D打印机厂商EOS公司创始人兼CEO Hans J. Langer博士的投资。

Lithoz的专利技术——基于光刻的陶瓷制造（LCM）技术——能够3D打印出具有高精确度、细节精致、高密度和强度的陶瓷对象。 LCM技术是基于一种含有均匀分散的陶瓷粒子的感光树脂的选择性固化，该技术使用光聚合物作为陶瓷颗粒之间的粘合剂，从而能够精确生成密度较高的陶瓷生坯。该方法的核心是一种专门设计的成像系统，该系统能够通过最新的LED技术转化每层信息并投射到感光树脂上。这种成像技术与特殊的光学投影元器件一起，可以制造出具有非常精细细节的小型结构。

CeraFab 7500及打印的样品

打印机CeraFab 7500精度为50um，打印幅面为76*43*150mm。

VormVrij 3D

荷兰3D打印先驱，由设计师duo Yao和Marlieke创立，两位创始人均毕业于荷兰爱恩德霍芬设计学院（Design Academy Eindhoven ）。2015年初，结合3D打印和陶瓷专业知识，他们开发了一款高效、可靠的陶瓷3D打印机LUTUM，原料为粘土，经过多次迭代后又推出了该打印机的Mini版和XL版，以及可以实现双色陶瓷3D打印的LUTUM Dual。

LUTUM 3D打印机及打印的样品

LUTUM? Mini：构建体积为43x43x45 cm  （4,495欧元）

LUTUM? Dual：构建体积为40x40x45 cm  （仍是试验性的， 6,284欧元）

LUTUM? MXL：构建体积为 43x43x78 cm  （ 5,395欧元）

2016年VormVrij 3D发布了其LUTUM系列粘土3D打印机的升级版。通过一系列创新，他们提高了打印机的分辨率，甚至还使其能打印可食用的材料。

十维科技

国内首家推出高性能DLP光固化陶瓷3D打印机的企业，核心成员来自清华、北大、中科院。十维科技坚持以研发为导向，融合十余年制造业一线经验，经过长期设备和材料研究，于2016年底推出了高性能陶瓷光固化3D打印机AUTOCERA。2017年2月，首台AUTOCERA完成性能测试，交付北京理工大学。

AUTOCERA及打印的样品

AUTOCERA具有精度高、节约材料、参数开放等特点，特别适合从事陶瓷研究的高校与科研院所。

陶瓷3D打印技术的应用前景十分广阔，市场潜力巨大，是目前热门的研究方向。材料和设备研发仍然是接下来的重难点，产业应用将会逐步落地。