3D 打印工艺
简介
SLS 3D 打印
零件强度高、耐用,无需支撑结构,兼容多种材料。
MJF 3D 打印
打印速度快,力学性能优异,适合复杂几何。
粘结剂喷射 3D 打印
快速制备金属与陶瓷零件,支持全彩打印,无需热源。
后处理工艺
CNC 加工
实现精确成形与细节加工,获取严苛公差与光滑表面,满足功能与外观需求。
电火花加工(EDM)
通过电火花切割或成形陶瓷部件,适合复杂几何与精细特征。
热处理
通过受控加热与冷却提升陶瓷的力学强度、耐热性与尺寸稳定性。
热等静压(HIP)
在高温高压下致密化陶瓷,降低孔隙度,提升力学与热学性能。
热障涂层(TBC)
为陶瓷部件增加耐热层,在高温环境中提升耐久性与性能。
表面处理
通过抛光、涂覆等工艺改善表面平整度、硬度或耐化学性。
行业
应用
快速原型
高精度原型、定制化设计验证
制造与工装
高温加工用模具、耐磨材料加工工装
航空航天
隔热部件、燃烧室内衬
汽车
排气系统部件、发动机隔热板、陶瓷轴承
医疗与健康
生物相容性手术器械、定制牙科修复体
消费电子
电子绝缘件、散热器、耐磨涂层
建筑与施工
幕墙元件、装饰瓷砖、耐火板
能源与电力
发电用绝缘件、核应用相关部件
时尚与珠宝
陶瓷配饰、首饰、腕表部件
教育与科研
教学辅具、科研原型、仿真模型
体育与休闲
防护装备、运动器材部件
机器人
传感器、高温部件、结构支撑
设计要点
关键特性
壁厚
建议最小厚度 1–2 mm,以在烧结过程中保持结构完整并提供支撑。
公差
依据陶瓷类型与设备分辨率,一般可实现约 ±0.1 至 ±0.5 mm 的公差。
孔设计
建议最小孔径 2 mm,以避免烧结闭合并降低应力集中。
支撑结构
对超过 30° 的悬垂结构提供必要支撑,以保证精细几何的稳定性。
成形取向
合理规划取向,尽量减少支撑接触并避免不均匀加热/冷却导致的翘曲或开裂。
热管理
严格控制打印与烧结过程中的温度梯度,防止热冲击并确保尺寸稳定。
晶格结构
在复杂或轻量化应用中使用晶格以减重、节材并保持结构完整性。
应力集中
采用圆角与平滑过渡来减少潜在应力点,降低裂纹萌生概率。
打印后可通过退火等方式释放残余应力并提升强度。
制造要点
材料选择
选择与 3D 打印工艺兼容且满足目标应用的陶瓷材料,重点关注其热学与力学特性。
纹理
受颗粒度与烧结条件影响较大;烧结后的表面处理可显著提升平整度。
表面粗糙度
可能需要机加工或上釉等二次工序以达到目标光洁度与外观效果。
精度控制
精度至关重要,需补偿烧结收缩;设计应预估尺寸变化。
层厚控制
合理控制层厚与干燥时间,避免打印与烧结阶段的翘曲或开裂。
收缩控制
某些陶瓷收缩可达 25%;可通过预测建模在生坯设计中预留变化量。
翘曲控制
通过优化取向与支撑策略,尽量减少烧结过程中的翘曲。
后处理
包括机加工、抛光与上釉等工序,以提升力学性能并实现精准尺寸与表面质量。