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4D打印陶瓷前驅體制備復雜結構陶瓷
陶瓷作為一類擁有悠久歷史的材料，由于其良好的機械性能、穩定的物理和化學性質長期以來服役于生產生活中。但是，由于陶瓷自身的脆性以及難加工性等局限，精密陶瓷雖然需求迫切卻始終存在制備難題。增材制造的出現使得將3D打印可定制化無模制造的優點與陶瓷本身的優勢結合，獲得了人們越來越多的關注。由陶瓷前驅體裂解而成的前驅體轉化陶瓷（Polymer-derived Ceramic, PDCs）由于其具有易加工性、分子層面的靈活設計性和相對較低的燒結溫度等優點，成為了陶瓷增材制造的熱門材料。然而，陶瓷前驅體及其衍生陶瓷的研究目前還不夠充分，功能遠未被充分開發，限制了3D打印陶瓷的發展和應用。
近日，香港城市大學呂堅院士與哈爾濱工業大學孟松鶴教授合作，創新性地提出了一種通過直寫4D打印陶瓷前驅體來制備復雜結構陶瓷的新策略。作者合成了一種具有可重構性和形狀記憶效應的陶瓷前驅體復合材料。該工作制備的陶瓷前驅體具有可重賦形和形狀記憶效應兩大特點。可重賦形特性使得復雜幾何形狀的陶瓷得以易于制備，形狀記憶效應賦予打印結構多樣的臨時形態和節約空間等優勢（形狀恢復率~100%）。4D打印制得的前驅體坯體經過高溫裂解燒結后可以得到輕質高強雙相陶瓷。
2300萬！燕山大學陶瓷增材制造課題獲科技部國家重點研發計劃支持
近日，由燕山大學機械工程學院黃傳真教授主持的國家重點研發計劃“增材制造與激光制造”重點專項“多種陶瓷材料的光固化增材連續成形理論、關鍵技術與裝備”項目，正式獲得科技部批準立項。項目研究期三年，總經費2300萬元。
燕山大學高性能陶瓷與增材制造團隊，緊密圍繞國家對多種陶瓷增材制造技術的重大需求，聯合了山東大學、北京航空航天大學、武漢理工大學和江南大學等高校和國內增材制造高新技術企業在內的多家優勢單位，研究適用于光固化增材制造的陶瓷漿料配制理論及陶瓷多材料成形方法，開發其切片軟件及成形裝備，提出高效加工策略，形成結構設計-材料組分-制備工藝-裝備全鏈條評價方法，在醫療和航空航天等領域應用驗證。
無需脫脂燒結，該重點實驗室采用高精密陶瓷FDM 3D打印研制介質天線
江蘇省三維打印裝備與制造重點實驗室擁有豐富的3D打印經驗以及先進的設備，工程師們最近利用這些設備進行了一個新型圓極化介質螺旋天線的研制項目。
工程師選用了專用于射頻應用的低損耗材料——Zetamix Epsilon 7.5陶瓷線材。Nanoe公司推出的此類線材是專門針對電子通信領域，并提供三種不同的介電常數，分別是2.2,4.5,7.5。打印后可直接使用無需后續的脫脂和燒結，用戶包括泰雷茲集團(THALES)等國際電子高科技公司。
由于需要測試打印樣件的實際介電常數和損耗，工程師要打印具有不同填充密度以及流量率的樣件，為了讓研發更順暢的推進，江蘇省三維打印裝備與制造重點實驗室選擇了運行穩定的高精度FDM/FFF 3D打印機Raise3D Pro2。Pro2最小噴嘴直徑可達0.2mm，最小層高可精確至0.01mm，運行穩定且與Nanoe Zetamix系列耗材高度兼容，可幫助江蘇省三維打印裝備與制造重點實驗室在研發過程中穩定的產出高精度陶瓷部件。實測的反射系數、軸比以及天線在5.2和5.4 GHz時的輻射方向圖均與仿真結果吻合較好，提出的介質螺旋天線能夠提供衛星通信所必需的寬帶圓極化輻射。與金屬同類型天線相比，該介質天線更加輕盈且具有更高的輻射效率。
通過此次的介質天線研制項目，江蘇省三維打印裝備與制造重點實驗室累積了豐富的精密陶瓷FDM/FFF 3D打印經驗，為以后將迎接的挑戰做好了準備。
參考來源：材料基、3D打印技術參考
（中國粉體網編輯整理/山川）
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