最近，陶瓷3D打印机和材料制造商Tethon 3D宣布与复合3D打印初创企业Fortify合作，开发更多用于3D打印的技术陶瓷材料。 通过增加可用于3D打印的先进陶瓷产品组合，两家公司的目标是推进陶瓷3D打印的技术应用。
“将我们的平台扩展到技术陶瓷市场是Fortify的自然发展，”Fortify的首席执行官和联合创始人Joshua Martin说。 “用这些材料来挑战极限，需要加工高负荷、研磨性和粘性的材料。 这些同样的能力推动了我们在各种技术光聚合物上的成功。”
增加可用于3D打印的陶瓷数量，必将为陶瓷增材制造渗透到高要求领域的高性能应用打开大门，如航空航天、医药和能源。 这就引出了一个问题:目前3D打印的陶瓷材料是什么?它们的形式是什么?
3D打印的陶瓷类型
最早3D打印的陶瓷材料之一是粘土。许多粘土挤压打印机制造商，如Delta, WASP，和CERAMBOT，已经进入陶瓷3D打印市场多年来，主要针对艺术，建筑和设计行业。一家著名的3D打印设计工作室，位于旧金山的Emerging Objects，以将粘土和瓷器打印成高耸的创新雕塑和建筑而闻名。尽管如此，陶瓷添加剂制造已经从陶土和瓷器等白色器皿转向了技术陶瓷。技术陶瓷提供了利用3D打印为高收入行业生产高性能部件的机会，如航空航天和国防、化学工业和牙科。
应用于陶瓷增材制造领域的技术陶瓷种类
氧化物陶瓷:陶瓷打印的主要类型是氧化物陶瓷，如氧化铝和氧化锆。这些二元氧化物通常比许多非氧化物陶瓷更便宜，更容易处理，有助于提高它们在3D打印中的知名度。除了3D打印，氧化铝通常用于医疗植入物和设备，而氧化锆正日益渗透到牙科行业，因为它被用于牙科植入物和贴面。牙科和医学都是3D打印行业整体的目标部门，因为它们提供了大规模定制的机会，3D打印是为了支持。鉴于这些事实，氧化铝和氧化锆是目前最流行的陶瓷3D打印材料也就不足为奇了。几乎每一个主要的陶瓷3D打印机制造商，如Lithoz, Admatec，和3D陶瓷，开发和销售氧化锆和氧化铝用于陶瓷3D打印。
非氧化物陶瓷:非氧化物陶瓷，如碳化硅和氮化铝，在市场上不如氧化物陶瓷常见。这可以归因于两个主要因素:成本增长和难度增加。但非氧化物陶瓷在陶瓷增材制造市场上越来越常见，因为非氧化物陶瓷由于其高耐热和耐腐蚀性能，在极端环境中有较高应用价值。最近，越来越多的公司推出了用于3D打印的非氧化物陶瓷。这不仅包括陶瓷3D打印制造商，如Lithoz, Admatec, 3D Ceram，也包括陶瓷材料供应商，如SGL Carbon和Schunk Carbon Technology。陶瓷材料供应商往往不生产3D打印陶瓷而直接采购;相反，他们提供这些材料作为内部零件生产服务的一部分。
生物陶瓷:生物陶瓷广泛指用于体内刺激细胞活动的陶瓷。在过去的十年中，生物陶瓷一直是广泛学术研究的主题，因为它们提供了创造植入装置的机会，不仅无毒，而且积极帮助身体自我修复。3D打印生物陶瓷植入物在医疗设备和学术研究领域中引起了许多人的兴趣，因为3D打印促进了定制植入物的创造，以适应个体患者的身体。陶瓷3D打印中探索最多的两种生物陶瓷是羟基磷灰石(HA)和磷酸三钙(TCP)。这些生物陶瓷之所以受欢迎，不仅是因为它们的材料特性，还因为它们在医学上的普及，因为许多HA和TCP植入物和设备(非3d打印)已经被美国食品和药物管理局(FDA)批准。
陶瓷3D打印材料的原料形式
在确定了3D打印市场中最常见的陶瓷材料后，人们可能会发现这些陶瓷的原料形式是什么?总的来说，陶瓷有六种主要的原料类型，其中四种涉及聚合物作为中间粘合剂，两种不涉及:
光聚合物树脂:将陶瓷粉末加入树脂中，制成印刷用的浆体
热塑性长丝:将陶瓷粉末与热塑性塑料混合制成用于挤压的长丝
热塑性微球:将陶瓷粉末与热塑性塑料混合，制成用于挤压的微球
陶瓷浆料:粘稠的陶瓷浆料，如粘土或瓷器，用于印刷
陶瓷粉末:用于粉末床印刷的微米级陶瓷粉末颗粒
纳米颗粒悬浮液:将陶瓷的纳米颗粒悬浮在水中进行纳米颗粒喷射，是一种材料喷射
前进方向:陶瓷3D打印材料
总的来说，陶瓷增材制造可用的材料是多种多样的，但对于进一步的创新和产品来说，时机已经成熟。利用3D打印技术制造高性能陶瓷和陶瓷基复合材料将拓宽陶瓷增材制造的能力，使其成为小批量零件生产的首选制造技术。IDTechEx预测，未来10年，随着越来越多的材料供应商和陶瓷3D打印初创公司带着自己的产品进入市场，从材料的角度来看，我们将看到持续的创新。
（参考资料：《Examining the Ceramic 3D Printing Materials on the Market》，IDTechEx）
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