研究员和教授系统地总结了几种非氧化物陶瓷光固化浆料制备、光固化成型、有机物去除及烧结致密化研究工作。并对如何对光敏树脂组成进行调节、对陶瓷粉体进行改性的几种方法进行分析与讨论，针对性地提出创新方案来改善非氧化物陶瓷的浆料性能、光固化打印优化和致密化缺陷修复及性能提升，以供增材制造陶瓷界学者共同提高，最终推动大尺寸、复杂结构的非氧化物陶瓷部件光固化增材制造高精度制备技术的进步。

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。

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。

事实上，它就是一种基于激光的数字光固化成型技术。紫光或是紫外激光照射到光敏陶瓷浆料（光敏树脂、陶瓷粉末和其他添加剂混合而成），会在其局部或是表面的位置产生固化反应，其特征尺寸能够达到纳米和微米级。陶瓷浆料之所以会固化，全都是依赖于光敏树脂的活性自由基。在激光的照射下，短分子链的光敏树脂会形成长分子链，环绕陶瓷粉末形成网状物，将陶瓷粉末牢牢地包裹住。因而，陶瓷增材制造技术又称之为。我们都知道一粒一粒的沙子堆积，就能堆积出不同形状的沙堆。同样的原理，一层一层的光固化效应叠加就能够产生不同形状的物体，此时，我们管这个物体叫做陶瓷生胚（GreenBody）。

基于光固化3D打印成型的闭气孔陶瓷浮力材料的制备方法，包括如下步骤：采用光固化3D打印机对光固化3D打印浆料进行光固化成型，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，得到多孔陶瓷材料；在多孔陶瓷材料的表面涂覆紫外线固化强化剂，得到表面涂覆有紫外线固化强化剂的多孔陶瓷材料；其中，紫外线固化强化剂包括光固化3D打印浆料、改性剂及强化剂；对表面涂覆有紫外线固化强化剂的多孔陶瓷材料进行紫外线固化处理，以在多孔陶瓷材料的表面形成光固化复合涂层，得到闭气孔陶瓷浮力材料。

首次在陶瓷增材制造技术新领域取得重要研究成果，提出了一种光固化数学模型，用于分析研究立体光刻（SLA）零件的成型质量；发现前驱体陶瓷浆料在增材制造过程中存在固化缺陷，并提出了改善方法。目前，研究所拥有了国内先进的前驱体陶瓷和浆料陶瓷增材制造能力，具备高精度成型的立体光刻工艺（Stereo-lithography）、材料热重分析仪器、温控精准的1700度高温电炉和真空脱脂炉等设备，能够形成一条基于数字光固化成型的陶瓷产品制备的工艺链，能够自主研发和设计不同复杂形状的陶瓷零件，完全摆脱了传统陶瓷制备的束缚，引领了陶瓷增材制造技术的发展与进步。

等人将光固化成形技术与凝胶注模技术相结合，首先采用光固化成形技术制备树脂模具，然后将制备好的浆料注入树脂模具中，采用冷冻干燥工艺代替传统的风干工艺，使陶瓷型芯的干燥收缩率由原来的2.0%降低到0.25%，有利于保持复杂陶瓷芯的结构完整性，如图15所示。

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：

作者以非氧化物陶瓷为研究对象，从陶瓷浆料制备原理/理论深入分析了非氧化物陶瓷的光固化技术难点，详细论述了目前对于非氧化物陶瓷光固化成形与后处理致密化工艺的国内外研究现状与进展，并对未来非氧化物陶瓷光固化技术发展做了全面的总结与展望。本论文在选题上具有重要的意义，结构安排合理，同时论文文献总结到位、数据详实，能够为有志于非氧化物陶瓷光固化增材制造技术的研究人员搭梯铺路，提供指引。

目前光固化3D打印技术因为其打印成型精度高而被广泛应用于陶瓷增材制造。其中非氧化物陶瓷如碳化硅、氮化硅等因为打印材料粉体折射率和吸光度比较高，其光固化陶瓷浆料存在分散稳定性差、入射光难穿透并产生光固化反应的固化层厚度低等问题，导致其固含量很难提高甚至于无法打印成型。因此高固含量的非氧化物陶瓷打印成型成为光固化3D打印的关键难点，并吸引了广大学者对其光固化机理、粉体调控等机制进行研究。

立体光刻工艺（SLA），其技术原理是采用特定的波长光束，对陶瓷浆料表面进行点-线-面的光固化扫描，形成零件横截面图案；固化完成后，在其原有的固化层上铺一层新的浆料，再次固化；往复循环，直至打印出完整的零件。此工艺具有很高的成型精度。数字光处理技术（DLP），其原理与SLA相似，但它是面-面曝光的固化模式，具有很高的打印效率。选择性激光烧结技术（SLS）则是用陶瓷粉末/混合粉末代替了陶瓷浆料，其工艺原理主要是利用激光能量对单层的陶瓷粉末/混合粉末进行熔覆/粘接成型，层层叠加，直至零件成型。相比前面两者工艺，SLS通常具有较差的表面质量。如下图所示，是为四种工艺制备的SiC陶瓷。

陶瓷增材制造工艺与传统手工艺的区别主要是在其成型方式，但都要经历生胚烧结成瓷，温度大约在1000-1650℃。陶瓷增材制造技术主要可以分为三大步，制备光敏性陶瓷浆料，数字光固化成型和热解后处理。每一大步里面都包含若干个小步和科研要点。它比传统的陶瓷制备工艺更严格、更精细。

（注1）最近也出现了融合3大方法的技术。具体来说，虽然基础是FDM，但在树脂中加入光固化树脂，并在喷射后用光瞬间固化的光固化FDM技术已经逐步实现商业化了。

使用本公司独特的专利技术,将供料腔挤出的陶瓷浆料平铺在成型缸的打印成型平台上表面，数造自己开发的软件控制紫外激光聚焦光束按照该层的截面轮廓在打印平面浆料上扫描,使得陶瓷浆料固化,并与下方已成型部分实现粘结。当一层截面固化完成后,工作台下降一个层的厚度,刮刀运动在上面铺上一层均匀的陶瓷光敏树脂浆料，进行新一轮的截面固化成型,直至完成整个模型。