传统陶瓷成型工艺都需求凭借事前制好的模具才干制备出具有必定形状和强度的陶瓷制品，流程耗时长、本钱高。陶瓷资料本质上是一种脆性资料，加之其高硬度、高耐磨性的特色，后续加工的难度与加工本钱也将进一步添加。
而比较于传统的成型技能，3D打印陶瓷技能具有智能、无模、精细、高杂乱度的制作才能。它能够完结传统工艺不可能完结的制作，例如杂乱多孔的细胞体陶瓷、多角度弧面的块体陶瓷、孔隙率可调控的结构陶瓷、多资料、杂乱结构的结构功用陶瓷等的制备。
现在，3D打印的成形办法许多，因为新技能在商场上也不断地呈现，因而该范畴还处于不断改变中。在此，首要介绍较为常见的几种陶瓷3D打印成形技能：融熔堆积成型技能(FDM)、光固化成形技能(SLA)、激光选区烧结技能(SLS)、三维打印成型技能（3DP）、喷墨打印成型技能（ink jet printing，IJP）。
FDM技能的特色是将陶瓷粉体掺入有机结合剂中，并参加无定型基料粘合剂，将复合资料放入挤出机中后在稍高于其熔点的温度下熔化，经过计算机操操控备陶瓷生坯，然后经过脱脂处理后，在适合的高温条件下烧制成部件。
长处：技能原理简略，进程相对易于操控，不需求激光技能的协助，具有本钱低的长处，运用保护便利。
缺点：因为该项技能需求事前加热后再冷却成型，这就要求3D模型不宜规划的过于细巧、内部也不宜过于细密，原因在于当时打印层现已打印上去时，此打印层还处于高温状况，还未彻底冷却，此状况下再次进行打印会呈现二次消融的现象，这很简略导致3D打印的制备产生变形然后制作失利。
适用范围：适用此项工艺的陶瓷资料有必要具有必定的机械功用和热功用；规划的3D模型一般为高孔隙率、管状支撑的多孔形状。
又称为立体印刷成型技能，是最早开展起来的快速成型技能，也是现在研讨最深化、技能最老练、运用最广泛的快速成型技能之一。首要机制是选用一种在紫外光照耀下能够敏捷固化的光敏液态树脂为质料，经过紫外光挑选性地辐照某一层液体，终究成型出部分区域固化的零部件。
（3）折射率较高的陶瓷资料（如SiC折射率为2.65、Si为3.9）难以用此技能成型
（1）技能和设备门槛较高，本钱也较高，需求从设备、原资料、烧结、后处理等多方紧密配合研讨。
（2）陶瓷膏料浆料的制备是至关重要的，它们有必要具有抱负的特性（比方流变性，粘度，颗粒巨细等），一起需求处理陶瓷颗粒与树脂的密度（光敏树脂密度约1.13，氧化锆约5.89，氧化铝约3.97）及折射率（光敏树脂折射率约1.51，氧化锆约2.17，氧化铝约1.76）不同而导致陶瓷颗粒沉降和光吸收的问题。挑选适宜颗粒巨细、粒径散布会集的陶瓷粉末，装备高固含量陶瓷浆料、低粘度、流动性好的温度均匀的陶瓷浆料是陶瓷3D打印资料的首要问题，也是约束高精度陶瓷3D打印的首要原因之一。
（3）固含量不会太高，烧结缩短比较大，打印与烧结进程都简略呈现缺点。陶瓷类浆料（氧化锆、氧化铝、HA等）是树脂和陶瓷类粉末的混合物，其在室温下的高粘性，会导致整个资料的操控不均匀，在烧结进程中简略产生裂纹、变形等缺点，烧结完之后许多制品达不到质量要求。
DLP是一项运用在投影仪和背投电视中的显像技能。DLP技能最早是由德州仪器开发的。它至今仍然是此项技能的首要供货商。根本原理是用数字光源以面光的方式在液态光敏树脂外表进行层层投影，层层固化成型。DLP技能跟SLA技能有许多相似之处，其作业原理也是运用液态光敏聚合物在光照下固化的特征。两者归于同属一类，工艺进程也比较挨近，在产品特性、运用类别等方面根本无差别。可是两者在光源上都有必定的差异，前一种是选用高分辩率的数码光处理器(DLP)投影仪对液体光聚合物进行逐级照耀，每一层都以滑片的方式固化。而SLA加工工艺则是激光束由点到线，由线到面扫描固化。所以DLP比同类SLA立体平版打印机的速度更快。
长处：不只成型精确度高、质量好并且模制的物体外表润滑细腻。它的成型速度比较之下速度较快，并且比SLA的成型工艺快许多。
缺点：精度高的光固化3D打印机DLP机型价格高，如果是工业级的话价格会更高。DLP所用的树脂资料比较贵重，简略构成原资料的糟蹋。体光敏原资料在运用和存储都有必要闭光。
无论是SLA工艺仍是DLP工艺，光固化3D打印机现在最大的问题都是树脂问题，而平衡固化速度、硬度、柔耐性等各项特性是处理的要害。在制品特性较高的高端运用范畴，SLA/DLP用光敏树脂长时间被国外独占。
又称为挑选性激光烧结工艺，根底原理与三维印刷技能相似，便是将黏结剂换成激光束，运用激光束沿着计算机规划的途径逐点扫描粉体的外表，遭到扫描的部位就会部分受热，致使颗粒本身熔化或在两边在黏合剂的效果下产生杰出的粘结。在上一层激光扫描粉体粘结完结后再在新一层的粉料进行添加，激光扫描后再次构成新一层的三维结构。如此依照上述进程周期反复性的逐层激光扫描、高温熔化以及部分粘结运作后，终究就能够得到区域结构不同的立体部件。
长处：能够在无需支撑的条件下，直接制备塑料、金属或陶瓷，资料挑选广泛，并且成型精度较高，可制作杂乱构件、不需求添加基座支撑、资料运用率高。
缺点：SLS技能运用激光束对陶瓷资料进行烧结，其对作业环境和打印设备有较高的要求。烧结而成的陶瓷坯体在打印进程中所需的预热体系和保温体系也是SLS技能亟须处理的问题。一起因为选用的质料粉体需求能在激光效果下粘结并且高温彻底烧成，所以这项技能能够制备的产品品种有限。
3DP技能作为3D打印技能之一，是继SLS、FDM等运用最为广泛的快速成型工艺技能后，开展前景最为看好的一项快速成型技能。也被称为粘合喷发、喷墨粉末打印。喷头在电脑操控下，依照模型截面的二维数据运转，挑选性地在相应方位喷发粘结剂，终究构成层。在每一层粘结结束后，成型缸下降一个等于层厚度的间隔，供粉缸上升一段高度，推出剩余粉末，并由铺粉辊推到成型缸，铺平再被压实。如此循环，直至完结整个物体的粘结。
长处：无需激光器等高本钱元器材，本钱较低，且易操作易保护；加工速度快，能够25毫米/小时的笔直构建速度打印模型；可打印五颜六色原型，这是这项技能的最大长处，它打印五颜六色原型后，无需后期上色，现在市面上的3D体会馆中3D打印人像根本选用此技能；没有支撑结构，与SLS相同，粉末能够支撑悬空部分，并且打印完结后，粉末能够收回运用，环保且节省开支。耗材和成形资料的价格相对廉价，打印本钱低。
缺点：产品力学功用差，强度、耐性相对较低，一般只能做样品展现，无法适用于功用性实验；外表手感略显粗糙，这是以粉末为成形资料的工艺都有的缺点。
运用：现在3DP技能在生物陶瓷和功用陶瓷中取得了运用，例如运用该技能成功制备出高精度的Al2O3-ZrO2功用阶梯陶瓷资料和高强度的人体石膏骨骼。
工艺流程为：首先将陶瓷粉料与各种添加剂和有机物进行混合制成陶瓷浆料，也称“陶瓷墨水”，然后用喷墨打印机将这种浆料依照计算机指令逐渐喷发到载体上，然后构成具有原先规划外形与尺度的陶瓷生坯。
该项技能要害有两点：一是陶瓷墨水质量，不只要求粉末含量高，一起对分散度、抗沉积性、黏度、枯燥速率要求都很严厉；二是打印机的操控，元件的三维模型被转为打印操控码，然后用程序驱动打印机动作。
长处：成型机理相对简略，打印头本钱较低，若将陶瓷墨水的问题处理就能够完成该技能的产业化。
缺点：喷墨打印成型也存在必定的局限性，例如因为墨水液滴的巨细约束了打印点的最大高度，所以这项技能很难制备在Z轴方向具有不同高度的三维构件，一起也无法制备具有内部多孔结构的陶瓷产品。
从3D打印技能的作业原理能够看出，其成型粉末需求具有资料成型好、粉末粒度小、不易聚会、流动性好、枯燥硬化快等长处，而陶瓷资料因为本身特性（脆、熔点高）在3D打印方面还有许多需求战胜的难点：
1、陶瓷粉末和黏结剂粉末的配比会影响陶瓷零件的功用。黏结剂含量越多，固化比较简略，但在后期处理中零部件缩短比较大，影响零件的尺度精度。
2、光敏树脂的熔点较低，液态树脂具有高黏性而导致流动性较差，在每层固化后液面很难在短时间内敏捷抚平，将会影响实体的成型精度。
3、陶瓷粉末在激光直接快速烧结时液相外表张力大，在快速凝结进程中会产生较大的热应力，然后构成较多微裂纹。
4、精度和功率，作为机械工程的零部件来说，现在3D打印制品的精度和外表润滑度还达不到要求。别的，要把精度分辩得极高今后，它必定带来的问题便是功率会比较低。
挑选运用哪种技能均需求考虑陶瓷零件形状、结构、尺度、本钱、打印速度、打印精度等方面的要素。经剖析，每项技能手段都有各自的优势和缺点，所以怎样又快又好地打印出制品，还需进一步地进行改进和研讨。
由提高三维推出了一种将“3D打印+粉末冶金”相结合的金属/陶瓷直接3D打印技能——粉末挤出打印技能（Powder Extrusion printing，PEP）。运用了已开展超越30年、并大规模运用于电子3C、轿车、医疗、军工航天等范畴的陶瓷粉末打针成型（CIM）和金属粉末打针成型（MIM）技能。两者工艺流程有许多相通之处，结合3D打印对资料的操控和成形，完成终究的金属零部件个性化定制化出产。在得到具有必定密度和强度的生坯后，运用PIM的相关工艺对产品进行脱脂和烧结，取得功用共同且优秀的产品。
PEP技能有别于运用高强能量束直接熔化资料，同步取得产品形状和功用的直接3D打印技能。PEP技能将热加工进程转移到烧结进程，这使得更简略办理热应力，因烧结温度低于其他类型的直接3D打印工艺中所需的彻底熔化温度，并且热量能够更均匀地施加，然后保证了产品功用的共同性。
PEP技能为粉末冶金职业数字化赋能，解锁3D打印在粉末冶金范畴的运用，开释粉末冶金的潜能。首要的技能优势包含以下方面：
(1)可运用粉末打针成形（PIM）老练安稳的技能体系，促进传统工艺道路的迭代晋级，完成制作的个性化、智能化、社会化，以满意更高规范的工艺要求和运用需求，为大规模完成智能制作供给有力的技能支撑。
(2)依据PEP技能的3D打印设备选用独立双喷嘴规划，能够一起打印或许各自轮番打印金属、陶瓷、金属/陶瓷多资料以及金属/陶瓷复合资料，完成杂乱结构和复合产品的成形，具有操作简略、工业型、高精度、高质量、高性价比等长处。适用于科研教育、工业制作、航天航空、军事国防、生物医疗、轿车、模具制作、新能源等范畴的3D打印技能开发、资料开发和金属/陶瓷产品快速开发制作。
(3)打印资料体系丰厚，现在已开发了不锈钢、铜及铜合金、高温合金、难熔金属等金属资料，及氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化硅、羟基磷灰石等陶瓷资料。PEP技能具有低温成形、高温成性的特性，合理地规避了快速热循环导致的冶金缺点等问题。对打印资料要求没有太多约束，具有类同于CIM和MIM工艺所用的粉末资料，简直无止境的潜在资料清单为3D打印大规模进入运用商场发明有利的客观条件。
(4)因为揉捏喷头体系结构原理和操作简略，与直接3D打印技能比较，缩减了对激光器材的投入和保护本钱。并且打印设备、资料及打印本钱更低，成形精度高，更有利于3D打印运用的推行及遍及。
(5)具有成型工艺简略、制备和加工功率高且无需模具等特色，不只可用来制备形状杂乱、显微结构均匀和孔连通性好的多孔结构，并且运用配套的切片软件的晶格填充设置对多孔陶瓷的孔隙率和孔径巨细完成可控可调。可完成陶瓷的杂乱结构和轻量化的制备。
(6)绿色环保。资料打印完结后，生坯可重新造粒循环再运用，环保且节省开支，有用运用率高。耗材价格相对廉价，打印本钱低。
(7)供给高性价比、杂乱产品定制化、批量化出产全产业链全体处理方案。有望替代小批量、高本钱的PIM工艺，大幅降造本钱，并缩短出产周期。
依据陶瓷粉体的物性（粒径散布、描摹、比外表积等）和产品的功用要求，挑选适宜的粘接剂配方体系（水基、塑基、蜡基等）进行适配，经过密炼机充沛混合密炼高分子粘结剂与陶瓷粉末，终究，经过造粒机制备得到粒径可控的颗粒料资料。
依据PEP技能，依照规划模型，经过提高三维Uprise 3D打印机体系将颗粒料加热成熔融膏状，再揉捏并逐层堆积成形。得到高精度，并具有必定密度和强度的生坯。打印成型后，生胚需求进行脱脂和烧结进程。
脱脂的效果是从3D打印生胚中去除大部分粘结剂聚合物。陶瓷脱脂工艺首要包含水脱脂、溶剂脱脂和催化脱脂。被去除粘结剂聚合物的生坯称之为棕胚，将被送至烧结环节然后得到细密的陶瓷部件。
取得棕坯的强度和密度都是较低的，为了获终究细密的陶瓷部件，烧结工艺是有必要和要害的。烧结条件需求在特定气氛和高温下进行，烧结炉可批量加工，功用高，操作简略。经过烧结，剩余的粘结剂聚合物首先在恰当的加热温度下被去除。当温度升高到陶瓷粒子的熔点以上时，这些粒子开端熔化并增长到密度到达近乎98%。值得注意的是，在烧结进程中，因为粘结剂聚合物的去除和陶瓷颗粒的成长，会产生必定比率的缩短，但缩短率是稳定的。规划和成型进程将按份额扩大，以补偿在烧结进程中的缩短。烧结后的陶瓷部件具有杰出的物理功用，可运用于各种工业用处。
烧结的后的陶瓷部件是彻底细密的，能够直接运用。可是，当需求更好的外观时，能够运用抛光和涂层等后处理办法，改进打印件的美感和其他功用。
