陶瓷快速無(wú)模成型

    近20年來(lái)，人們已經(jīng)逐漸認識到陶瓷材料制備工藝是降低陶瓷制品生產(chǎn)成本、提高陶瓷材料可靠性和可重復性不能逾越的環(huán)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(xué)的關(guān)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(méi)有擺脫模具對結構陶瓷產(chǎn)品生產(chǎn)的制約。很明顯，這種狀況無(wú)法滿(mǎn)足先進(jìn)陶瓷制備過(guò)程中出現的R益激烈的市場(chǎng)競爭、日益縮短產(chǎn)品的更新周期、頻繁的產(chǎn)品試制和改型等?？焖贌o(wú)模成型技術(shù)的出現，徹底去除了模具對陶瓷制備的限制，大大縮短了產(chǎn)品的制備周期，使先進(jìn)陶瓷的產(chǎn)業(yè)化看到了兆明的發(fā)展前景。



    快速無(wú)模成型又稱(chēng)快速成型(rapid protoiyping．RP)或無(wú)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?？焖贌o(wú)模成型的基本原理與過(guò)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(jīng)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(guò)類(lèi)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(shí)際的像素單元，一個(gè)一個(gè)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(wú)模成型技術(shù)具有如下顯著(zhù)優(yōu)點(diǎn)：
    ①成型過(guò)程中無(wú)需任何模具或模型參與，使生產(chǎn)過(guò)程更加集成化，制造周期縮短，生產(chǎn)效率得以提高。
    ②成型體幾何形狀及尺寸可通過(guò)計算機軟件處理系統隨時(shí)改變，無(wú)需等待模具的設計制造，大大縮短新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)時(shí)間。特別是當零件的形狀、要求和批量改變時(shí)，無(wú)需重新設計、制造安裝專(zhuān)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(chǎn)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(xué)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(zhì)量、成型時(shí)間的影響不大，在小批量或單件生產(chǎn)上具有傳統成型方法所不具備的優(yōu)勢。
    由于快速無(wú)模成型技術(shù)具有以上優(yōu)點(diǎn)，因此自出現以后就發(fā)展極為迅速，到目前為止已有十幾種之多，在高分子等行業(yè)已經(jīng)形成了多種商業(yè)化應用，但該技術(shù)在先進(jìn)陶瓷領(lǐng)域的研究開(kāi)展相對較晚，許多問(wèn)題需要進(jìn)一步深入研究。比較典型的陶瓷快速無(wú)模成型工藝有選擇性激光燒結(SLS)、噴墨打印成型(IJP)、分層實(shí)體成型(LOM)、熔融沉積成型(FDC)、立體光刻成型(SI-)等