3D打印技術(shù)即快速成型技術(shù)，又稱為增材制造，它是以數(shù)字模型為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等黏合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印技術(shù)結(jié)合了材料技術(shù)、數(shù)字建模、信息處理等多領(lǐng)域的前沿技術(shù)，打破了傳統(tǒng)加工的思維模式，被視為“第三次工業(yè)革命最具標(biāo)志性的生產(chǎn)工具”。3D打印技術(shù)在珠寶、工業(yè)設(shè)計、建筑、汽車、航空航天、醫(yī)療產(chǎn)業(yè)及其他領(lǐng)域都有應(yīng)用。

 陶瓷材料具有高強度、高硬度、耐高溫和耐腐蝕等性能，廣泛應(yīng)用于生物、機(jī)械工程等領(lǐng)域，但由于其硬而脆的特性造成陶瓷的成型加工困難、加工工藝成本高、耗時長。將3D打印技術(shù)應(yīng)用于陶瓷產(chǎn)品生產(chǎn)將會大幅減少陶瓷產(chǎn)品的生產(chǎn)周期和生產(chǎn)成本，對陶瓷產(chǎn)品的利用具有推動作用。
1.3D打印陶瓷技術(shù)
目前陶瓷3D打印技術(shù)主要有激光選區(qū)燒結(jié)技術(shù)（SLS）、熔融沉積成型技術(shù)（FDM）、分層實體制造技術(shù)（LOM）、三維打印技術(shù)（3DP）和噴墨打印技術(shù)（IJP）等。
1.1激光選區(qū)燒結(jié)技術(shù)（SLS）
      激光選區(qū)燒結(jié)技術(shù)（SLS）主要通過壓輥、激光器、工作臺3個結(jié)構(gòu)組件相互搭配來實現(xiàn)。其具體原理是通過壓輥將粉末鋪在工作臺上，電腦控制激光束掃描規(guī)定范圍的粉末，粉末中的粘結(jié)劑經(jīng)激光掃描熔化，形成層狀結(jié)構(gòu)。掃描結(jié)束后，工作臺下降，壓輥鋪上一層新的粉末，經(jīng)激光再次掃描，與之前一層已固化的片狀陶瓷粘結(jié)，反復(fù)操作同一步驟，最后打印成品。[2]
      激光選區(qū)燒結(jié)技術(shù)的主要優(yōu)點是打印材料廣泛、成型效率與材料利用率高、成本較低等。由于成型過程中需要激光的引入，粉末需要預(yù)熱和冷卻，成型周期較長，后續(xù)處理工藝復(fù)雜。同時由于所采用的原料粉需要能在激光作用下粘結(jié)并且高溫完全燒成，因而能夠制備的產(chǎn)品種類有限。
1.2熔融沉積成型技術(shù)（FDM）
       熔融沉積成型技術(shù)的原料是熱熔性陶瓷材料，多數(shù)被制作成便于存儲運輸?shù)慕z狀。熔融沉積打印設(shè)備主要是由配合送料輥、導(dǎo)套和噴頭三個部分組成的。開始時，熱熔絲狀材料通過送料輥，在從動輥與主動輥的共同運作下進(jìn)入導(dǎo)向套，導(dǎo)套的摩擦系數(shù)較低，使絲狀物料準(zhǔn)確、連續(xù)地進(jìn)入噴嘴。物料在噴頭內(nèi)受熱熔化，根據(jù)計算機(jī)輸出的數(shù)字模型進(jìn)行打印。[3]

熔融沉積成型技術(shù)不需要激光技術(shù)的幫助，具有成本低的優(yōu)點，使用維護(hù)方便。缺點是打印過程需要支撐結(jié)構(gòu)，在堆積打印的過程中，隨高度增加，上部分質(zhì)量增加，下部材料強度不足以支撐和固定上部材料。尤其是在打印形狀復(fù)雜的制品時，上層打印物往往比下層打印物面積更大，為了使陶瓷制品在打印中不崩塌，需要外設(shè)支持結(jié)構(gòu)。
       熔融沉積成型技術(shù)原理簡單，過程相對易于控制，但打印過程需要較高溫度將打印材料熔化，這就要求材料在熱熔化后不易分解且保持適當(dāng)?shù)牧鲃有浴榱藵M足制品結(jié)構(gòu)性能要求，打印材料要具有一定的抗壓強度和一定的剛度。為保證材料的尺寸精度，材料在凝固成型過程中的收縮率不能過大。因此陶瓷熔融沉積成型技術(shù)受到了很大的制約。
1.3分層實體制造技術(shù)（LOM）
       分層實體制造是利用激光切割陶瓷薄膜片材，采用背面涂有熱熔膠的薄膜片材為原料，層與層間依靠加熱和加壓粘結(jié)，各層形狀累積疊加起來成為實體件。熱熔膠里含有樹脂，有機(jī)粘結(jié)劑等，通過熱熔膠機(jī)送到被粘合物表面，熱熔膠冷卻后即完成了粘合。[4]分層實體制造技術(shù)利用陶瓷薄片的切割累加成型，是直接由面到體的成型方式，省略了其他技術(shù)由點到線、由線及面的加工過程，這是分層實體制造技術(shù)與其他3D打印技術(shù)相比的優(yōu)勢。

 分層實體制造技術(shù)采用的陶瓷薄片可以利用流延法制備得到，國外對于流延法制備陶瓷薄片的技術(shù)已經(jīng)比較成熟，原料獲取十分方便。分層實體制造技術(shù)的成型速度快，前期準(zhǔn)備工作簡單，但是材料利用率較低。其成型原理簡單，工作空間大，適合加工尺寸較大的零部件，但分層實體制造技術(shù)加工出的零件力學(xué)性能較差、精度較低，不適合加工精密零件。
1.4三維打印技術(shù)（3DP）
      三維打印技術(shù)是利用計算機(jī)控制精密噴頭先將粘結(jié)劑溶液按照零件界面形狀噴射在鋪平的陶瓷粉末上，再將粉末粘結(jié)在一起形成零件輪廓，如此層層堆積，最后進(jìn)行后期處理得到所需零部件。

      三維打印技術(shù)成型原理簡單，能適應(yīng)打印多種陶瓷材料，如氧化鋯陶瓷、鋯英砂、氧化鋁、碳化硅和氧化硅等。由于該工藝采用噴射黏結(jié)劑的方式粘結(jié)，因此黏結(jié)劑的選擇以及配比比例非常重要。符合要求的黏結(jié)劑必須有適當(dāng)?shù)酿ざ群捅砻鎻埩?，為了滿足這個要求，有時需要在黏結(jié)劑中添加一定量助劑，如分散劑、活性劑。

1.5噴墨打印技術(shù)（IJP）

       噴墨打印技術(shù)是從三維打印成型技術(shù)發(fā)展而來，該技術(shù)將陶瓷粉體與各種有機(jī)物和溶劑配制成陶瓷墨水，通過計算機(jī)指令將陶瓷墨水逐層噴打到平臺上，形成所需形狀和尺寸的陶瓷坯體。[5]陶瓷墨水的配制是噴墨打印技術(shù)的關(guān)鍵，要求陶瓷粉體在墨水中具有良好的均勻分散度，合適的表面張力、黏度及電導(dǎo)率，較快的干燥速率和較高的固相含量。
      噴墨打印技術(shù)不需要激光技術(shù)進(jìn)行工作，節(jié)省了制作成本，然而，目前陶瓷墨水的配置以及噴墨打印頭的堵塞等問題制約著該技術(shù)的發(fā)展。因此，在以后的研究中要注意以下問題：
合理選用陶瓷油墨中無機(jī)非金屬粒徑的大小和粘結(jié)劑的粘度；

根據(jù)油墨中各添加劑的含量，選取合適的噴頭毛細(xì)管直徑。