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3D打印技術(shù)是近年來(lái)出現(xiàn)的一種快速成型新技術(shù)，它首先利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行打印構(gòu)件的三維建模，再由3D打印機(jī)進(jìn)行點(diǎn)、線(xiàn)、面的逐層制造，最終獲得所需構(gòu)件。

作為一種較為前沿的成型工藝，3D打印技術(shù)有著許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，如無(wú)模成型、制品精度較高等，3D打印技術(shù)已被廣泛應(yīng)用在氧化鋁陶瓷等先進(jìn)陶瓷的成型過(guò)程中。

在氧化鋁陶瓷3D打印中，漿料的質(zhì)量是3D打印成型的關(guān)鍵，如何獲得具有高固相含量和低粘度的漿料成為3D打印氧化鋁陶瓷的研究熱點(diǎn)。要想有效地調(diào)控氧化鋁漿料，需要考慮以下幾個(gè)方面。

氧化鋁粉體

要使成型的氧化鋁陶瓷坯體具有突出的機(jī)械性能和優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，就要選擇使用性能優(yōu)異的氧化鋁陶瓷漿料，這也就意味著我們采用的這種氧化鋁原料粉體必須能夠滿(mǎn)足漿料純度高、分散性好、粒度分布窄，且陶瓷顆粒粉體尺寸小、活性高、容易受熱燒結(jié)等技術(shù)要求。

對(duì)于氧化鋁等這類(lèi)氧化物陶瓷而言，難以獲得高固相含量和低粘度的光固化陶瓷漿料，主要是因?yàn)轭w粒表面存在許多羥基，具有極性且表現(xiàn)出親水性。但常用的光敏樹(shù)脂往往表現(xiàn)出疏水性和非極性，兩者潤(rùn)濕性較差，陶瓷顆粒在光敏樹(shù)脂中難以均勻分散。當(dāng)固相含量不斷升高，陶瓷顆粒間距逐漸減小，會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的顆粒團(tuán)聚，導(dǎo)致漿料的粘度急劇上升。

目前，我們一般通過(guò)調(diào)控陶瓷顆粒粒型、粒度及其分布、陶瓷顆粒表面改性及添加分散劑來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

粒徑較小的氧化鋁粉體顆粒可以填充到粒徑較大的氧化鋁粉體顆粒的孔隙之中，這樣就能夠大大減小粒徑間的孔隙尺寸大小；導(dǎo)致最后的成型壓力提高，進(jìn)一步減少氣孔的數(shù)量，從而能夠降低陶瓷坯體的收縮率，并同時(shí)增強(qiáng)了氧化鋁陶瓷燒結(jié)后的彎曲強(qiáng)度和致密度。

采用球磨，就是一般使用情況下對(duì)各種氧化鋁粉體處理進(jìn)行工藝細(xì)化的最常用技術(shù)手段，但是如果過(guò)度球磨處理可能會(huì)容易使原料粉體迅速團(tuán)聚，生成二次研磨顆粒，所以為了能夠制得理想的研磨氧化鋁粉體，嚴(yán)格控制球磨工藝質(zhì)量是不可或缺的部分。

陶瓷漿料的粘度會(huì)隨著固體含量增加而增加，是因?yàn)榉垠w顆粒的間距減小，其間的相互作用力隨之增加，粉體顆粒之間的作用力也隨之增加，并且顆粒的聚集趨勢(shì)也會(huì)跟著增加，導(dǎo)致體系中的有機(jī)物質(zhì)會(huì)吸附到陶瓷粉體顆粒的表面，并且彼此重疊，這就會(huì)使得它們將難以在顆粒之間移動(dòng)，從而會(huì)最終使得氧化鋁漿料的粘度會(huì)隨著漿料中固相含量的升高而有所升高，漿料的均勻流動(dòng)性會(huì)隨之降低。

制備漿料通常是陶瓷3D打印工藝的第一個(gè)步驟，也是較為關(guān)鍵的一步。在這個(gè)過(guò)程中，為獲得固相含量要求較高、流動(dòng)性要求較好、粘度要求較低的陶瓷漿料，應(yīng)當(dāng)選擇合適的分散劑來(lái)分散陶瓷漿料中的陶瓷粉體顆粒。分散劑一般為有機(jī)的表面活性劑，其非極性基團(tuán)與陶瓷粉體顆粒表面的極性基團(tuán)相結(jié)合，從而達(dá)到消除團(tuán)聚、提升漿料流動(dòng)性的效果。分散劑可以直接加入到漿料體系中，通過(guò)攪拌以期達(dá)到分散效果；也可以將粉體預(yù)先經(jīng)分散劑改性，而后將改性的粉體加入到陶瓷漿料體系中，從而間接獲得分散效果。

參考來(lái)源：

[1]潘孝通.3D打印氧化鋁材料的制備與性能研究

[2]焦守政.3D打印氧化鋁陶瓷漿料的制備及性能研究

[3]張旭.光固化3D打印Al2O3陶瓷的制備與性能研究