奇遇科技在近年推出的一款3D打印的陶瓷龍深受市場青睞，但這款產品背后蘊含大量的高科技技術。該公司將DLP光固化技術用于陶瓷3D打印，攻克了材料制備、燒結工藝以及后處理等多個環節（包括提高 胚體強度、防止開裂、精細特征控制等）。本期內容主要展示該公司采用DLP光固化技術實現陶瓷龍3D打印的全流程。

一、什么是DLP光固化陶瓷3D打印？

DLP光固化陶瓷3D打印是基于數字光處理的增材技術，它通過紫外光逐層固化陶瓷漿料成型復雜零件。陶瓷漿料由光敏樹脂與微米級陶瓷粉（如氧化鋁、氧化鋯）混合而成，固化后的坯體經脫脂和高溫燒結去除樹脂并致密化，形成高強度陶瓷件。

該技術擺脫傳統模具限制，可高效制造精細多孔、鏤空或曲面結構，適用于航空航天、生物醫療及電子等領域的高性能陶瓷需求。核心挑戰包括漿料均勻性、燒結收縮率控制及后處理工藝優化，以平衡成型精度與材料性能。

二、DLP光固化陶瓷3D打印的全流程

1. 模型設計

使用專業的CAD軟件（如SolidWorks或Rhino）等創建產品的三維幾何模型。為了確保模型適合DLP打印，設計時需特別注意模型的結構支持和尺寸公差。

2. 切片處理

將模型導入切片軟件（如CHITUBOX）進行切片，軟件將三維模型切分為多個二維平面圖層，以便逐層打印。與此同時，根據材料特性和打印需求設置打印參數，如曝光時間、層厚和曝光強度。

3. 制備漿料

配方設計上，漿料通常由光敏樹脂、陶瓷微粉、分散劑及光引發劑組成。混合工藝需分步進行：首先將分散劑與陶瓷粉末預混，通過球磨或超聲處理破壞顆粒團聚，形成穩定懸浮液；隨后加入光敏樹脂和引發劑，低速攪拌避免氣泡產生，最終形成黏度可控的均質漿料。

關鍵控制點包括：固含量需足夠高以減少燒結收縮，但過高會降低透光性；分散劑用量需精準，防止顆粒沉降或團聚；黏度過高會阻礙流平，過低則導致層間結合弱。此外，需通過流變儀測試剪切稀化特性，并通過紫外光固化實驗驗證單層曝光時間，以確保逐層成型的精度與效率。

4. 開始打印

把配置的漿料倒進設備的料槽里，DLP陶瓷3D打印機逐層固化陶瓷漿料，每一層通過數字光投影系統固化至設定厚度。該步驟的關鍵是控制曝光時間和強度，以確保每一層的陶瓷漿料都能精確固化。

DLP光固化陶瓷3D打印機有正置成型（光機在成型平臺上方）和倒置成型（光機在成型平臺下方），此處展示的是正置成型打印過程

5. 清洗樣品

打印完成后，取出樣品，選擇合適的清洗溶劑進行清洗，去除附著在表面的陶瓷漿料，得到產品的胚體。該步驟可以看出奇遇科技的3D打印胚體具備較高的強度，支持進行無損壞清洗。

6. 脫脂燒結

脫脂與燒結是DLP光固化陶瓷3D打印后處理的核心環節，直接決定最終零件的致密度與力學性能。脫脂階段需通過控溫熱解去除坯體中的光敏樹脂：通常以惰性氣體或空氣為氣氛，采用梯度升溫，分段保溫使樹脂緩慢分解為CO?、H?O等小分子氣體，避免快速揮發導致坯體開裂或變形。此階段需精準控制升溫速率與氣體流量，防止碳殘留或結構坍塌。燒結階段則通過高溫使陶瓷顆粒擴散致密化：在真空或特定氣氛下，升至目標溫度并保溫，促使顆粒間晶界遷移、孔隙閉合，形成高密度的陶瓷微觀結構。燒結過程中需同步應對體積收縮，通過預設收縮補償模型保障尺寸精度。

該流程的關鍵挑戰在于脫脂與燒結的溫度曲線匹配、殘余應力控制以及晶粒過度生長的抑制，需通過熱重分析與顯微結構表征優化工藝參數，以實現高強度、低缺陷的陶瓷成品。

7. 后處理

燒結后的陶瓷部件可能需要進一步的表面處理，如打磨、拋光或上釉等處理，以確保其表面光潔度和美觀性。這些后處理步驟有助于提升產品的美觀性和使用壽命等。

三、結論

光固化DLP陶瓷3D打印技術通過從3D模型設計、切片與參數設置、陶瓷漿料制備、逐層固化打印到燒結成型的完整流程，展現出極高的精度和復雜結構成型能力。該技術不僅能夠實現微米級的細致結構，還大幅提升了制造速度和材料兼容性，特別適用于電子元件、醫療設備和航空航天等領域。憑借精準、高效、廣泛的應用前景，光固化DLP陶瓷3D打印正逐漸成為先進制造技術的核心。

注：本文內容來自奇遇科技。

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