3D打印最大的優勢是能制備出傳統加工方式無法制備的復雜結構,實現材料的結構化設計,從而高效實現材料與結構、結構與功能的一體化。隨著“中國制造2025”的快速進展,陶瓷制造產業也經歷了深刻的變革,正在向著“智能化,數字化”的方向進行轉變。經過多年的發展,3D打印技術在陶瓷的生產工藝中扮演了越來越重要的角色,基于各種方案的陶瓷打印技術取得了長足的進步。
陶瓷作為一種結構材料,因具有高的彎曲強度、良好的蠕變性能、高硬度和耐高溫等特點而廣泛應用在航空航天、工業制造和生物醫療等方面。然而,采用傳統方法制備的陶瓷,普遍存在加工困難,難以制備復雜形狀制品的問題。新興的3D打印技術在高性能陶瓷的成型制造領域具有巨大的發展潛力,有望突破傳統陶瓷加工和生產的技術瓶頸,為陶瓷關鍵零部件的應用開辟新的途徑,為解決傳統制造問題和挑戰提供了全新的可能性。
陶瓷3D打印技術是一種通過離散材料逐層制造并疊加得到三維復雜結構陶瓷零件的先進制造技術,具有材料利用率高、制造靈活性強、數字化程度高等優勢,可大幅減少陶瓷產品的生產周期和生產成本,適用于小批量、復雜結構的陶瓷零件制造。
與聚合物和金屬3D打印相比,陶瓷3D打印市場仍被認為是一個相對較新的細分市場。利用3D打印技術實現高性能陶瓷零部件精細成型是目前的熱點話題。與金屬和聚合物相比,陶瓷材料由于其固有的機械硬度和脆性,很難通過機械加工等減法成型方法成型。這是陶瓷3D打印對整個行業非常有吸引力的原因。隨著越來越多的企業進入到該領域,提供不同的解決方案。根據QYR的統計及預測,2021年全球陶瓷3D打印材料市場銷售額達到了0.4億美元,預計2028年將達到3.3億美元,年復合增長率(CAGR)為33.6%。為使陶瓷增材制造領域成熟,未來的研發應著眼于擴大材料選擇,改進3D打印和后處理控制,以及多材料和混合加工等獨特能力。
陶瓷的3D打印市場應用方面,在形態的基礎上,將3D打印陶瓷市場分析分為細絲、液體和粉末。根據最終用途,3D打印陶瓷市場分為航空航天與國防、醫療保健、汽車、電子、核能等。由于陶瓷在原型制作和鑄造方面的應用,航空航天和國防占據了相當大的市場份額。