陶瓷快速無模成型

    近20年來，人們已經逐漸認識到陶瓷材料制備工藝是降低陶瓷制品生產成本、提高陶瓷材料可靠性和可重復性不能逾越的環節，特別是陶瓷材料成型的工藝已逐漸成為陶瓷制備工藝科學的關鍵。陶瓷材料傳統的成型方法，如干法成型中的干壓或等靜壓，濕法成型中的注漿法、熱壓鑄法、擠壓法、注射法、流延法、凝膠注模、直接凝固注模等，都沒有擺脫模具對結構陶瓷產品生產的制約。很明顯，這種狀況無法滿足先進陶瓷制備過程中出現的R益激烈的市場競爭、日益縮短產品的更新周期、頻繁的產品試制和改型等。快速無模成型技術的出現，徹底去除了模具對陶瓷制備的限制，大大縮短了產品的制備周期，使先進陶瓷的產業化看到了兆明的發展前景。



    快速無模成型又稱快速成型(rapid protoiyping．RP)或無模成型(solidfreeform fabrication，SFF)，是20世紀90年代初借助集成制造的概念提出的一種全新的陶瓷成型方法。快速無模成型的基本原理與過程是：直接利用計算機CAD設計結果，將復雜的三維立體構件經計算機軟件切片分割處理，形成計算機可執行的像素單元文件，然后通過類似計算機打印輸出的外部設備，將要成型的陶瓷粉體快速形成實際的像素單元，一個一個單元疊加的結果即可直接成型出所需要的三維立體構件。與傳統成型方法相比，快速無模成型技術具有如下顯著優點：
    ①成型過程中無需任何模具或模型參與，使生產過程更加集成化，制造周期縮短，生產效率得以提高。
    ②成型體幾何形狀及尺寸可通過計算機軟件處理系統隨時改變，無需等待模具的設計制造，大大縮短新產品的開發時間。特別是當零件的形狀、要求和批量改變時，無需重新設計、制造安裝專用模具，僅改變CAD模型，重新調整和設置參數即可制造新零件，從而降低了生產成本：
    ③由于外部成型打印像素單元尺寸可小至微米級，因此可制備用于生命科學和小衛星的微型電子陶瓷器件，以及其它任意復雜的原型或零件。特別是零件的復雜程度、大小對成型工藝難度、成型質量、成型時間的影響不大，在小批量或單件生產上具有傳統成型方法所不具備的優勢。
    由于快速無模成型技術具有以上優點，因此自出現以后就發展極為迅速，到目前為止已有十幾種之多，在高分子等行業已經形成了多種商業化應用，但該技術在先進陶瓷領域的研究開展相對較晚，許多問題需要進一步深入研究。比較典型的陶瓷快速無模成型工藝有選擇性激光燒結(SLS)、噴墨打印成型(IJP)、分層實體成型(LOM)、熔融沉積成型(FDC)、立體光刻成型(SI-)等