相比于其他材料，3D打印陶瓷依然是一種比較稀有的材料。因為它本身具有一定局限性，一般需要通過燒結粉末材料來打印，會出現(xiàn)多孔滲透的情況，相對較弱的終端產(chǎn)品耐熱性也比較低。這大大限制了可打印物體的大小和形狀；迄今為止，3D打印的陶瓷器數(shù)量有限，而且體積都不大，基本上都是一些裝飾物品或餐具。

不過，得益于波音和通用汽車控股的HRL實驗室的資深化學工程師Zak Eckel和資深化學師Chaoyin Zhou博士開發(fā)了一款陶瓷樹脂，可以通過立體平版印刷打印。實際上，該公司稱之為“預陶瓷”樹脂，其打印效果像是個普通的塑料樹脂，然后再高溫窯燒，變成一個高密度陶瓷。最終成品要比其他3D打印的陶瓷硬度強十倍，而且?guī)缀鯖]有氣孔，同時能夠承受超過 1700°C的高溫。

“我們?nèi)碌?D打印流程，充分利用了很多碳氧化硅陶瓷的優(yōu)良性能，比如高硬度，高強度，耐高溫，以及抗磨損和抗腐蝕，等等。”項目經(jīng)理Tobias Schaedler博士說道。

在新材料首次測試之前，碳化硅陶瓷還從來沒有用3D打印的方式實現(xiàn)。HRL公司相信，通過改變樹脂結構，這種材料能夠改變制造多種類型的陶瓷。新樹脂材料對一些行業(yè)將產(chǎn)生顯著影響，應用范圍也十分廣泛，比如航空航天，電子行業(yè)，等等。

 

Tobias Schaedler博士

傳統(tǒng)陶瓷已經(jīng)在航空航天制造領域使用了很長時間了，他們是非常理想的材料------重量輕，強度高，耐熱性好。而這款新式的3D打印陶瓷將用于噴氣式飛機引擎，甚至是整個噴氣式飛機的機身。這將有助于超音速飛機的制造（如果用超音速飛機的話，未來從美國飛到日本可能只需要短短幾個小時就可以了）。

“如果飛機飛得太快，比如在大氣層里以十倍音速飛行，那么由于空氣摩擦，任何飛機機身都會變熱，”Schaedler博士說道，“如果人們想要制造超音速飛機，那么就需要使用陶瓷來制造整體外殼?！?/p>

該材料也可以通過自動傳輸高分子光敏聚合物波導原型制造，這款原型設備同樣由HRL公司在2011年開發(fā)出的，是世界上最輕的結構材料。整個流程可以說速度非?？?，制造零部件也就是幾秒或幾分鐘時間。不過，3D打印卻能支持更加靈活的幾何設計，這也是目前為止其他陶瓷制造工藝所無法比擬的。傳統(tǒng)陶瓷制造也有一些優(yōu)勢，包括強度，耐熱性，等等，但是那些技術依然難以加工或鑄造，而且在大小和形狀上受到限制。就像我們見過的其他材料（比如金屬），3D打印陶瓷可以制造出任何形狀和尺寸的產(chǎn)品，這就是為什么它們在航空領域里有如此大潛力的原因。

除了制造大型噴氣式飛機引擎，HRL預計，陶瓷樹脂也可以用于一些微型復雜應用，比如微電子機械系統(tǒng)和電子器件封裝等。

HRL在《科學》雜志上發(fā)表了相關研究論文，你可以點此鏈接了解更多內(nèi)容，此外，他們也在尋找商業(yè)合作伙伴，感興趣的話，可通過電子郵件 innovation@hrl.com和他們進行聯(lián)系。 

 via 3dprint.com

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