陶瓷光固化3D打印技术的研究始于20世纪90年代，尽管与聚合物和金属材料相比，陶瓷光固化产业起步较晚，但发展迅速，国内外越来越多的研究者进行陶瓷光固化3D打印设备及材料的研究。不仅因为陶瓷材料的性能优异，应用前景广泛，也因为光固化陶瓷3D打印技术相比于其他陶瓷增材制造方法，打印精度更高，并且在制备复杂形状以及高精度大型零部件方面有很大的优势。

陶瓷光固化体系浆料一般由陶瓷粉体、光固化单体、光引发剂、分散剂、稀释剂等组成，由于微纳米陶瓷粉体的加入，使得陶瓷浆料的打印比普通树脂更加困难。陶瓷粉体的加入不仅使陶瓷浆料的粘度增加造成打印过程困难，也容易引起缺陷，同时陶瓷颗粒会对光产生散射作用，引起打印精度降低。因此陶瓷浆料的制备特性和光固化成型特性成为目前研究的热点。

本发明关于一种光固化3D打印改性陶瓷型芯及其制备方法，其中，所述制备方法，包括如下步骤：将强化剂、矿化剂、液相添加剂、光固化树脂预混液配制成光固化3D打印陶瓷型芯浆料；通过光固化3D打印设备对光固化3D打印陶瓷型芯浆料进行光固化处理，得到光固化3D打印陶瓷素坯；对光固化3D打印陶瓷型芯素坯进行脱脂、烧结处理，得到光固化3D打印陶瓷型芯本体；至少部分液相添加剂在脱脂、烧结处理步骤中转化成晶态氧化物陶瓷、非晶态氧化物陶瓷及非晶态非氧化物陶瓷；对光固化3D打印陶瓷型芯本体进行浸渍处理、后处理，得到光固化3D打印改性陶瓷型芯。本发明能减少陶瓷型芯的微裂纹，提高陶瓷型芯的强度。

有鉴于此，本发明提供一种光固化3D打印多级孔陶瓷材料及其制备方法，主要目的在于制备出孔隙的分布、孔径均可控的多级孔陶瓷材料。

光固化3D打印技术具有成型精度高、成型速度快的优点，可实现复杂形状的一次成型；这些特点为多孔陶瓷材料提供了便利的制备条件。目前，现有技术也公开了多种光固化3D打印多孔陶瓷材料的方法；但是，这些现有技术还无法实现制备孔隙的分布、孔径均可控的多级孔陶瓷材料。

等在1996年提出利用光固化成型制备陶瓷零件的工艺，分别研究了氧化硅、氧化铝和氮化硅三种陶瓷的光固化中的打印参数，制备了固含量为50vol.%的陶瓷浆料，使用定理分析了曝光时间与固化厚度的关系，并对比了不同陶瓷胚件经过脱脂与烧结后的陶瓷零件的致密度；为了提高成型尺寸精度，Xing等使用SLA光固化成型技术打印了氧化锆试样，测试了它们的表面质量、尺寸精度与机械强度。

采用高固含量Al2O3陶瓷膏体为原料，使用陶瓷光刻3D打印装备打印设备获得雷达天线罩模拟件。等将高陶瓷产率的聚硅氮烷和丙烯酸树脂混合，并采用光固化工艺进行成型经烧结后制备获得了长方体、蜂窝结构和晶格结构的氮化硅陶瓷。等采用氮化硅和二氧化硅混合的陶瓷浆料作为原料，采用光固化工艺制备了氮化硅/氧化硅复相陶瓷。

综上，本发明所述方法制备的光固化3D打印多级孔陶瓷材料的孔隙分布和尺寸可控、力学性能可控、表面状态可控，可根据需要一次成型得到不同复杂形状的多级孔陶瓷材料，成本较低，工艺简单，孔隙率较高。

金属陶瓷复合材料的3D打印技术一直是工业领域难题。一位3D打印行业的专家告诉36kr，「恒普激光」的技术突破性正在于此，其目前成功量产的产品，3D打印部分的陶瓷含量要远远超出行业水平。

本发明是关于一种光固化3D打印多级孔陶瓷材料及其制备方法，其中，光固化3D打印多级孔陶瓷材料的制备方法包括如下步骤：将稀释剂与光敏树脂配制成初级打印树脂浆料；将陶瓷粉体、多级孔促进剂、表面活性剂配制成多级孔强化剂；多级孔促进剂包括反应性多级孔促进剂和非反应性多级孔促进剂；将初级打印树脂浆料、多级孔强化剂、弥散剂、固化剂、紫外光吸收调节剂进行混合搅拌，得到陶瓷浆料；采用光固化3D打印机对陶瓷浆料进行光固化成型处理，得到光固化成型素坯；对光固化成型素坯进行脱脂、烧结处理，得到多级孔陶瓷材料。本发明主要用于制备出孔隙分布、孔径均可控、以及孔隙率高的多级孔陶瓷材料，且该制备方法的成本较低、工艺简单。

基于以上3D打印设备，已实现氧化锆、氧化铝、碳化硅、氮化硅等特种陶瓷材料及以羟基磷灰石为主的生物陶瓷材料的3D打印。为3D打印大规模进入应用市场创造有利的客观条件。

在陶瓷材料增材制造领域，目前已开发了包括氧化锆、氧化铝、碳化硅、氮化硅在内的先进陶瓷材料与羟基磷灰石生物陶瓷材料。丰富的材料体系，为众多应用细分市场通过PEP3D打印技术开发创新性的复杂陶瓷部件创造了有利条件。

深圳科技有限公司成立于2017年6月，是中国金属/陶瓷间接3D打印技术的开拓者和领航者，专注于金属/陶瓷间接3D打印装备及材料研发生产的国家高新技术企业。致力于金属/陶瓷间接3D打印技术的推广及应用，为国内外各行业提供从金属/陶瓷3D打印机、打印材料、后处理设备到打印服务的低成本高性能的间接3D打印整体解决方案，正在逐步建设成为集3D打印设备、打印原材料、软件与控制系统、打印工艺、前后处理、质量检测为一体的全产业链格局。

高硬度和耐磨性能使加工过程复杂化，在实现复杂陶瓷组件高成本效益的需求推动下，增材制造-3D打印技术逐渐进入到碳化硅等先进陶瓷制造领域。结合3D打印的SiC陶瓷制备技术成为目前研究和应用的主要发展方向之一，能良好地解决传统陶瓷材料复杂形状难成型、难加工，制作周期长、成本高的问题。

南极熊导读：利用3D打印技术实现高性能陶瓷零部件的精细成型是目前的热点话题。陶瓷3D打印主要是利用光固化技术，通过固化包含了陶瓷粉末和光敏树脂的浆料来实现打印成型。现有的陶瓷3D打印技术主流是基于选择性激光固化的SLA陶瓷3D打印技术，另外是基于提拉DLP陶瓷3D打印技术，这些技术面临三个技术难点：

副研究员及研究团队在研究复杂结构碳化硅（SIC）陶瓷制备方法时，应用3D打印技术成功制备了碳化硅陶瓷光学元件等高附加值组件。该研究团队应用了的陶瓷3D打印技术。

本期，3D科学谷将进一步透视碳化硅光学元件中的陶瓷3D打印技术应用逻辑，以及在陶瓷材料选择，后处理，复合材料开发方面所做的布局。

还有一种获得致密的陶瓷产品的3D打印技术是XJET的纳米粒子喷射技术。XJET通过从超薄层中的喷墨喷嘴喷射数千滴陶瓷纳米粒子来制造零件。使用这种基于喷墨和紫外线固化的方法，XJET可以获得超高的陶瓷含量的毛坯件。

光固化成型阶段在整个陶瓷成型工艺中是核心步骤，决定了陶瓷零件的形状大小与误差精度。在陶瓷光固化成型工艺过程中，定律能够准确地描述出打印参数与成型尺寸的关系，定律适用于SLA和DLP成型技术。

陶瓷3D打印技术具备的各项优势，大幅提高了氧化铝陶瓷的生产效率并降低了生产成本。由推出的氧化铝陶瓷3D打印材料可用于生产氧化铝的陶瓷部件。目前氧化铝陶瓷3D打印材料已经在建筑、航空航天和电子产品等领域得到了推广及应用。