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智能制造網(wǎng)訊 2019年，3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)119.56億美元，增長(zhǎng)率為29.9%，同比增長(zhǎng)增加4.5%。放眼國內(nèi)，國內(nèi)2019年3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)157.47億元，較2018年實(shí)現(xiàn)大幅提升。2020年，國內(nèi)3D打印產(chǎn)業(yè)又站立在了變革與創(chuàng)新的前沿陣地上。
陶瓷材料具有高硬度、高強(qiáng)度、耐高溫、低密度、化學(xué)穩(wěn)定性好、耐腐蝕等優(yōu)異特性，是三大固體材料之一。目前，陶瓷3D打印制備的主要有氧化鋯陶瓷、氧化鋁陶瓷、磷酸鈣陶瓷等。
常見的幾種陶瓷3D打印結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括夾層結(jié)構(gòu)、仿生結(jié)構(gòu)、點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)、個(gè)性化設(shè)計(jì)四種。其中，夾層結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于吸音、隔熱、耐疲勞、質(zhì)量較輕、彎曲強(qiáng)度大、抗失穩(wěn)能力強(qiáng)；點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于節(jié)省材料、減輕重量、均勻分解外部載荷，保證承載能、用作植入物時(shí)與人體組織密切融。
實(shí)現(xiàn)陶瓷材料3D打印技術(shù)需要依靠?jī)蓚€(gè)系統(tǒng)，一是計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，即用來進(jìn)行結(jié)構(gòu)和圖形的設(shè)計(jì)，并將其轉(zhuǎn)換成通用的代碼語言；二是接收指令的運(yùn)作系統(tǒng)，即用來輸出打印終的成品。
從具體過程來看，通過陶瓷墨水的輸送進(jìn)行3D打印。如果想要顏色的漸變，在原料中可以添加不同的顏色粉料就可以達(dá)到效果。在專業(yè)的機(jī)械化操作下，陶瓷工藝品的成品率高，造型精美且別具一格。
總結(jié)起來，3D打印可以讓陶瓷的細(xì)節(jié)呈現(xiàn)更加細(xì)膩、生動(dòng)新奇、立體感更強(qiáng)，色彩也更加豐富多變，在基本模型的基礎(chǔ)上，通過3D打印技術(shù)可以將陶瓷任意縮小放大，并及時(shí)修復(fù)陶瓷上的瑕疵、缺陷。與其他材料相比，陶瓷更具美感，觸覺性也更為優(yōu)越，在化學(xué)抗性以及生物相容性方面表現(xiàn)出眾，所以陶瓷3D打印常常會(huì)用于3D打印的醫(yī)學(xué)應(yīng)用當(dāng)中。
一件3D打印陶瓷產(chǎn)品的呈現(xiàn)，總需要借助相應(yīng)的設(shè)備。運(yùn)用陶瓷3D打印機(jī)后，一向以塑料和金屬為材料的3D打印可以使用特制的專屬泥料作為原料進(jìn)行打印，使心中創(chuàng)意造型很快變?yōu)閷?shí)物；陶瓷極速干燥箱則是在打印完成后，快速為瓷坯干燥上釉；然后送入陶瓷快速燒成爐進(jìn)行燒制，一件陶瓷作品制作完成。瓷都江西景德鎮(zhèn)多所科研院校及企業(yè)都已引入3D打印相關(guān)技術(shù)及設(shè)備。
據(jù)調(diào)研報(bào)告《2020年陶瓷增材制造》預(yù)測(cè)，到2030年，陶瓷的增材制造市場(chǎng)將增長(zhǎng)到31億美元，包括所有硬件、材料和相關(guān)零件收入。整個(gè)陶瓷市場(chǎng)，包括所有與傳統(tǒng)陶瓷(砂和水泥)相關(guān)的收入，到同年可能達(dá)到48億美元。
在工業(yè)4.0的大背景以及各國政府的大力支持下，預(yù)計(jì)未來十年，3D打印產(chǎn)業(yè)將仍處于高速增長(zhǎng)期。據(jù)IDC預(yù)測(cè)，2020年3D打印產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將達(dá)289億美元。我國作為3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大力推動(dòng)者和促進(jìn)者，將在3D打印行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定、專業(yè)人才培養(yǎng)、前沿技術(shù)研發(fā)等方面投入更多的精力。
關(guān)鍵核心技術(shù)達(dá)到同步發(fā)展水平，工藝裝備基本滿足行業(yè)應(yīng)用需求，生態(tài)體系建設(shè)顯著完善，在部分領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用，發(fā)展能力明顯提升，這些是2020年我國增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的目標(biāo)。在2020年年底，我們或許能更全面、客觀的了解這些小目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)狀況。
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