一、定義與原理
3D打印技術是指通過連續的物理層疊加,逐層增加材料來生成三維實體的技術。3D打印按工藝過程可劃分為:逐層粘結法和直接成型法,直接成型法能直接打印更為復雜的含閉孔結構。逐層粘結法指利用噴嘴向待成型的陶瓷粉床上噴射結合劑粘結劑,打完一層后,在料床表層添加新粉,再噴粘結劑,如此重復進行,最后除去未噴射粘結劑的粉料即可得到立體物件。直接成型法是將待成型的陶瓷粉與結合劑制備成陶瓷墨水,通過3D打印直接成型。
二、與現有陶瓷磚3D效果的差異
陶瓷磚宣傳的3D效果分兩種,一種是通過圖案的設計達到立體的視覺效果,另外一種是表面凹凸不平的實際效果。實現表面凹凸不平的效果有四種手段:凹凸模具、噴下陷釉(墨水)、色釉料及墨水的堆積(常規色釉料的絲網膠輥印刷,常規墨水、大顆粒墨水的噴墨打印)、水刀的后期雕刻。瓷磚現有3D效果主要是在陶瓷磚表層達到視覺立體或凹凸不平的裝飾效果,而非通過3D技術的逐層打印形成主體結構。
三、發展現狀
美國麻省理工學院在1993年發明了3D打印技術,利用金屬、陶瓷粉末,通過粘結劑再一起成型。美國華盛頓大學通過調整玻璃粉劑和粘合劑的混合比例與加熱溫度,研發出3D玻璃打印技術,可幫助建筑師測試哪種玻璃設計最適合哪種的環境。
上海理工大學在2007年,用石膏粉末、聚乙烯醇、白碳黑等配成漿料,通過3D打印技術打印出結構致密、尺寸變形量小的石膏模具。西北工業大學在2013年以硅粉為原料,糊精為粘結劑,采用3D打印技術制備出多孔硅坯體,通過反應燒結得到高孔隙率的螺釘、螺母等氮化硅陶瓷部件。