3D打印存在着许多不同的技术。它们的不同之处在于以可用的材料的方式,并以不同层构建创建部件。近日,日本佐贺县窑业技术中心开发出先通过3D打印机制作立体模型(生坯),然后烧制成陶器的技术“C3DPO(Ceramic 3D-DirectPrint-Out )”。与以往将液状“泥浆”注入石膏模具并使之硬化的成型方法相比,有望大幅缩短工序、降低成本以便实现复杂的设计。
使用与有田烧相同的材料
3D打印机采用的是利用喷嘴喷出的粘合剂来凝固粉末材料的市售产品,粉膜材料使用的是与有田烧相同的天草陶石粉末。
在开发初期,研究人员在如何使3D打印成型品充分凝固的问题上费了很大工夫。由于粉末材料与3D打印机使用的原厂材料不同,因此,从未硬化的粉末中取出成型品时容易损坏。后来,通过采取粉末粒径均匀化等措施,不断尝试,最终确保了流动性并增强了粘合剂的粘合性,从而提高了强度。
这样便可用3D打印机制作陶器模型了,但并不是说这样就得到了有田烧瓷器。接下来还要对生坯进行素烧,然后进行釉下绘画和挂釉(涂抹釉料)工序,之后才进入正式烧制。正式烧制后,再经过釉上绘画及釉上烧制才能得到成品*2。最后,必须要具备能作为产品的品质。
实际上,在对3D打印机制成的生坯进行素烧时,最初有很多都会在烧制过程中损坏。因此,必须找出与原来烧制石膏模具制成的模型时不同的条件。开发方并未公布具体的温度,据说,开发人员通过对温度及烧制时间进行不断尝试,最终成功制作出了陶器。
如上所述,要想用3D打印机制造陶器,只在3D打印机的造型条件上下工夫是不行的。这里要特别指出的是,3D打印的模型只是成为产品前的中间品。因此,在构成陶器制造工序的其他工序方面,也要找出与原来不同的方法,组合使用这些方法。
中国政策支持3D打印产业
日前,中共中央政治局常委、国务院总理李克强主持国务院专题讲座,讨论加快发展先进制造与3D打印等问题。李克强指出,3D打印是制造业有代表性的颠覆性技术,实现了制造从等材、减材到增材的重大转变,改变了传统制造的理念和模式,具有重大价值。
近年来,我国3D打印技术逐渐成熟,应用领域不断拓展,展现出新兴技术的巨大潜力。管理层对3D打印的政策支持力度也不断加大:科技部2013年公布的《国家高技术研究发展计划(863计划)以及国家科技支撑计划制造领域2014年度备选项目征集指南》,首次将3D打印产业纳入其中;2014年3月,北京市科委公布《促进北京市增材制造(3D打印)科技创新与产业培育的工作意见》,提出设置3D打印科技重大专项,全方位支持3D打印全产业链技术创新,持续推动3D打印产业发展;2015年,《国家增材制造产业发展推进计划(2015-2016年)》以及《中国制造2025》相继出台,进一步明确了产业的发展方向,彰显了我国对于发展3D打印产业的决心。
分析人士指出,在当前国内经济增长放缓的背景下,国务院专题讲座重点讨论3D打印技术,表明国家对加速生产结构转型的态度,3D打印产业迎来巨大的发展机遇。3D打印未来最有可能在航空航天、医疗、模具和工业设计领域大放异彩,市场需求因此迎来井喷式发展,应用领域想象空间无穷。