3D列印陶瓷材料現狀怎麼樣？局限性在哪裡？發展方向在哪裡？

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3D
印表機技術中的陶瓷列印技術相比塑料、金屬等工業材料很少被人提及。儘管陶瓷材料的3D列印技術發展重重困難，但是也可以從媒體中慢慢見到這種技術的身
影。在大多數情況下，黏土和陶瓷3D印表機往往用在建築和工業等大規模的應用，很好看到愛好者們在桌面3D印表機的應用。在這樣的環境下，顯得
Taekyeom Lee（他的個人博客：taekyeom lee）
的陶瓷3D印表機顯得格外矚目。Lee不是傳統的陶瓷技師，而是阿巴拉契亞州立大學的平面設計助理教授，但他的研究使得他所探索的材料技術和其潛在的新型
製造技術充滿發展的希望。「我的研究主要是針對陶瓷桌面3D印表機這種不常見的材料製造技術」，他告訴我們，「這項研究反應了增材製造在這個時代所賦予的
創造力。」

2014年，Lee開始精心的學習手工製作陶瓷模型。次年，他開始探索陶瓷技術的生產和3D列印技術相結合的可能性，尤其是桌面
3D列印技術，因為開源，他擁有的是全世界的力量——來自RepRap 3
d印表機的粉絲。Lee開始購買三角洲類型的3D印表機，開始改裝它成為陶瓷列印的設備。

剛開始，他跟愛好者們一樣組裝完了基本的印表機，然後設計了一個黏土擠出機，使用的是擠膠機，但是效果並不好。後來開始轉向使用PVC管製作。

「最
棘手的是密封性和對抗超過80psi的擠出速度」，Lee說，「這種管的特性是可以支持330psi的，但是我沒有測試高於95psi。我做了兩個原型使
用PVC管的，直到第四個版本才能正常工作。儘管我做了一個不錯的黏土擠出機，但是它還是有很多毛病，它需要經過幾次列印測試才能找到正確的psi和切配
配置，早起作品都不好，但是我還是很興奮把陶瓷作為列印材料。」攻克了黏土擠出機的難題之後，Lee繼續完成他的印表機。他使用了更新的更大的版本，使用
了線軌、步進電機和Arduino開發板等部件完成了印表機的結構，最困難的是讓印表機正常的運轉。Lee不知道如何調平印表機，但這並不能阻止他。

經
過長時間的試驗，Lee通過大量的搜索和試錯，自學了關於3D印表機的很多細節。在測試了40多個不同類型的固件之後（ByteDIY的小編笑而不語，不
是程序員吃苦頭了吧？！）終於在2015年10月25日找到了為他的印表機正常工作的固件。然後他鄭重的讓印表機寫了一個大寫的「Hi」。

「我
研究了平面設計十多年，重來沒涉及陶瓷專業和電子機械專業。雖然有那麼一點陶瓷和編程的只是，但是感覺遠遠不夠。」Lee說，「陶瓷3D印表機的研究絕對
需要耗費大量的時間，而我是一個天生擅長乏味工作的手工製作者。一開始要有強烈的慾望去做好這件事情，然後不斷的付出，像是在研究過程中不斷的排除故障，
記錄測試結果，這個過程一直從失敗延續到最後的成功。」Lee後來印表機的設計工作一路進展，到了不得不處理黏土最後的挑戰，就是找到合適的黏土，然後使
得不會太硬而堵頭，或者太軟而整個模型坍塌。他的解決方案是安裝3個120毫米的風扇，在列印過程中吹乾黏土防止過軟而坍塌。這不是一個完美的解決方案，
目前他仍在尋找更好的辦法。

「即
使列印出現錯誤，比如模型坍塌了，我也是覺得很有趣的，我覺得是機器一種隨機的藝術，」Lee說，「我還故意列印了一些無法支撐的形狀，叫他們為『與重力
合作的作品』」。黏土印表機的研發工作是在持續進展中的。最初他的擠出機不能產生複雜的形狀，後來開始研究其他人的項目，開始考慮使用螺旋閥控制擠出和回
抽。在大半個月的時間裡面他不停的測試、使用犀牛設計外殼、測試了各種螺絲和不同覆蓋物。

他還在努力的尋找理想的新部件。每一種黏土的類型是相似的，但是細節上的差別導致了溫度和各種後期處理工作都是不一樣的，儘管如此他的黏土列印技術變得越來越具有複雜性了。現在他的重點放在生成新形式的3D字體，同時也有在印刷一些容器、各種各樣的雕塑等等。

Lee的工作最近吸引了幾大媒體的關注，比如《紐約》、《藝術內幕》等雜誌，甚至電視台的天氣頻道在節目中播放他的列印過程。這種矚目是當之無愧的，作為一個對3D列印技術一無所知的經過詳盡的研究和工作創造了能夠使用這種高難度材料的印表機是讓人敬佩的。

http://www.bytediy.com翻譯

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尋找陶瓷3D印表機，需要大量購買機器13827287430

中國沒有突破設備，材料的研究應該國內容易突破。不過沒一項突破都不應該太難，主要是跨學科的東西太多，民間組織比較難。

3D列印陶瓷在醫療方面也有作用：Lithoz公司與蘇黎世醫科大學合作研究，列印用於治療骨腫瘤的可降解的TCP支架，並進行植入實驗，動物體內的支架在植入10天後被結締組織包裹住，沒有炎症發生。

　　通過高精度陶瓷3D列印設備成功的解決了傳統3D列印生物陶瓷支架的孔尺度與孔結構可控性不高的問題，而且可以通過設備軟體精確的計算出需要放大的燒結尺寸，保證樣品進行燒結收縮後，達到符合原始設計的尺寸。LCM技術對於陶瓷列印製品沒有形狀限制，可以實現新的形狀設計和產品功能蜂窩細胞結構，也可生產薄壁結構(低於150微米)。

參考新聞：

3D列印陶瓷支架用於骨腫瘤治療

http://medical.ofweek.com/2016-04/ART-11104-8440-29085290.html

精度低，材料少且貴。硬度也不夠

精度低，材料少且貴，研究力量不足。

想要大規模實現直接列印成品在10年甚至更久的未來都不可能。不過目前高精度的工業級3d陶瓷列印用來製作模具已經有些實踐了，效果和效率都還不錯，也遇到相關技術人員緊缺的問題，但相信在模具這塊大有機會。