一、定義與原理
3D打印技術(shù)是指通過連續(xù)的物理層疊加,逐層增加材料來生成三維實(shí)體的技術(shù)。3D打印按工藝過程可劃分為:逐層粘結(jié)法和直接成型法,直接成型法能直接打印更為復(fù)雜的含閉孔結(jié)構(gòu)。逐層粘結(jié)法指利用噴嘴向待成型的陶瓷粉床上噴射結(jié)合劑粘結(jié)劑,打完一層后,在料床表層添加新粉,再噴粘結(jié)劑,如此重復(fù)進(jìn)行,最后除去未噴射粘結(jié)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(jié)合劑制備成陶瓷墨水,通過3D打印直接成型。
二、與現(xiàn)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(shè)計(jì)達(dá)到立體的視覺效果,另外一種是表面凹凸不平的實(shí)際效果。實(shí)現(xiàn)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(guī)色釉料的絲網(wǎng)膠輥印刷,常規(guī)墨水、大顆粒墨水的噴墨打印)、水刀的后期雕刻。瓷磚現(xiàn)有3D效果主要是在陶瓷磚表層達(dá)到視覺立體或凹凸不平的裝飾效果,而非通過3D技術(shù)的逐層打印形成主體結(jié)構(gòu)。
三、發(fā)展現(xiàn)狀
美國麻省理工學(xué)院在1993年發(fā)明了3D打印技術(shù),利用金屬、陶瓷粉末,通過粘結(jié)劑再一起成型。美國華盛頓大學(xué)通過調(diào)整玻璃粉劑和粘合劑的混合比例與加熱溫度,研發(fā)出3D玻璃打印技術(shù),可幫助建筑師測試哪種玻璃設(shè)計(jì)最適合哪種的環(huán)境。
上海理工大學(xué)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(shù)打印出結(jié)構(gòu)致密、尺寸變形量小的石膏模具。西北工業(yè)大學(xué)在2013年以硅粉為原料,糊精為粘結(jié)劑,采用3D打印技術(shù)制備出多孔硅坯體,通過反應(yīng)燒結(jié)得到高孔隙率的螺釘、螺母等氮化硅陶瓷部件。