最近，陶瓷3D印表機和材料製造商Tethon 3D宣佈與複合3D列印初創企業Fortify合作，開發更多用於3D列印的技術陶瓷材料。 透過增加可用於3D列印的先進陶瓷產品組合，兩家公司的目標是推進陶瓷3D列印的技術應用。
“將我們的平臺擴充套件到技術陶瓷市場是Fortify的自然發展，”Fortify的執行長和聯合創始人Joshua Martin說。 “用這些材料來挑戰極限，需要加工高負荷、研磨性和粘性的材料。 這些同樣的能力推動了我們在各種技術光聚合物上的成功。”
增加可用於3D列印的陶瓷數量，必將為陶瓷增材製造滲透到高要求領域的高效能應用開啟大門，如航空航天、醫藥和能源。 這就引出了一個問題：目前3D列印的陶瓷材料是什麼？它們的形式是什麼？
3D列印的陶瓷型別
最早3D列印的陶瓷材料之一是粘土。許多粘土擠壓列印機制造商，如Delta， WASP，和CERAMBOT，已經進入陶瓷3D列印市場多年來，主要針對藝術，建築和設計行業。一家著名的3D列印設計工作室，位於舊金山的Emerging Objects，以將粘土和瓷器列印成高聳的創新雕塑和建築而聞名。儘管如此，陶瓷新增劑製造已經從陶土和瓷器等白色器皿轉向了技術陶瓷。技術陶瓷提供了利用3D列印為高收入行業生產高效能部件的機會，如航空航天和國防、化學工業和牙科。
應用於陶瓷增材製造領域的技術陶瓷種類
氧化物陶瓷:
陶瓷列印的主要型別是氧化物陶瓷，如氧化鋁和氧化鋯。這些二元氧化物通常比許多非氧化物陶瓷更便宜，更容易處理，有助於提高它們在3D列印中的知名度。除了3D列印，氧化鋁通常用於醫療植入物和裝置，而氧化鋯正日益滲透到牙科行業，因為它被用於牙科植入物和貼面。牙科和醫學都是3D列印行業整體的目標部門，因為它們提供了大規模定製的機會，3D列印是為了支援。鑑於這些事實，氧化鋁和氧化鋯是目前最流行的陶瓷3D列印材料也就不足為奇了。幾乎每一個主要的陶瓷3D列印機制造商，如Lithoz， Admatec，和3D陶瓷，開發和銷售氧化鋯和氧化鋁用於陶瓷3D列印。
非氧化物陶瓷:
非氧化物陶瓷，如碳化矽和氮化鋁，在市場上不如氧化物陶瓷常見。這可以歸因於兩個主要因素：成本增長和難度增加。但非氧化物陶瓷在陶瓷增材製造市場上越來越常見，因為非氧化物陶瓷由於其高耐熱和耐腐蝕效能，在極端環境中有較高應用價值。最近，越來越多的公司推出了用於3D列印的非氧化物陶瓷。這不僅包括陶瓷3D打印製造商，如Lithoz， Admatec， 3D Ceram，也包括陶瓷材料供應商，如SGL Carbon和Schunk Carbon Technology。陶瓷材料供應商往往不生產3D列印陶瓷而直接採購；相反，他們提供這些材料作為內部零件生產服務的一部分。
生物陶瓷:
生物陶瓷廣泛指用於體內刺激細胞活動的陶瓷。在過去的十年中，生物陶瓷一直是廣泛學術研究的主題，因為它們提供了創造植入裝置的機會，不僅無毒，而且積極幫助身體自我修復。3D列印生物陶瓷植入物在醫療裝置和學術研究領域中引起了許多人的興趣，因為3D列印促進了定製植入物的創造，以適應個體患者的身體。陶瓷3D列印中探索最多的兩種生物陶瓷是羥基磷灰石（HA）和磷酸三鈣（TCP）。這些生物陶瓷之所以受歡迎，不僅是因為它們的材料特性，還因為它們在醫學上的普及，因為許多HA和TCP植入物和裝置（非3d列印）已經被美國食品和藥物管理局（FDA）批准。
陶瓷3D列印材料的原料形式
在確定了3D列印市場中最常見的陶瓷材料後，人們可能會發現這些陶瓷的原料形式是什麼？總的來說，陶瓷有六種主要的原料型別，其中四種涉及聚合物作為中間粘合劑，兩種不涉及：
光聚合物樹脂：將陶瓷粉末加入樹脂中，製成印刷用的漿體
熱塑性長絲：將陶瓷粉末與熱塑性塑膠混合製成用於擠壓的長絲
熱塑性微球：將陶瓷粉末與熱塑性塑膠混合，製成用於擠壓的微球
陶瓷漿料：粘稠的陶瓷漿料，如粘土或瓷器，用於印刷
陶瓷粉末：用於粉末床印刷的微米級陶瓷粉末顆粒
奈米顆粒懸浮液：將陶瓷的奈米顆粒懸浮在水中進行奈米顆粒噴射，是一種材料噴射
前進方向:陶瓷3D列印材料
總的來說，陶瓷增材製造可用的材料是多種多樣的，但對於進一步的創新和產品來說，時機已經成熟。利用3D列印技術製造高效能陶瓷和陶瓷基複合材料將拓寬陶瓷增材製造的能力，使其成為小批次零件生產的首選製造技術。IDTechEx預測，未來10年，隨著越來越多的材料供應商和陶瓷3D列印初創公司帶著自己的產品進入市場，從材料的角度來看，我們將看到持續的創新。
（參考資料：《Examining the Ceramic 3D Printing Materials on the Market》，IDTechEx）
