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黏结剂喷射3D打印碳化硅陶瓷研究与应用进展

陈嘉珅1, 2,陈  健1,高晨溪1, 3,黄常聪1, 3,廖圣俊1, 3

彭  兰1, 4,陈忠明1,黄政仁1

(1. 中国科学院 上海硅酸盐研究所,上海 200050;2. 上海大学,上海 200444;3. 中国科学院大学,北京 100049;4. 上海科技大学 物质科学与技术学院,上海 201210)

摘  要:黏结剂喷射3D打印(Binder Jetting, BJ)是一种选择性沉积液态黏结剂粉末材料的增材制造工艺,该工艺在制备复杂形状SiC陶瓷构件方面具有高效率、低成本、大尺寸成型潜力等独特优势,因此在航空航天、半导体等高端领域展现出重要的应用前景。本文围绕黏结剂喷射3D打印制备SiC陶瓷,系统综述了其原理及设备,围绕打印过程中的应力问题,介绍了BJ-3D打印的优势,并详细讨论了提升生坯密度的关键方法,如粉体形貌整形改良、黏结剂优化及打印工艺参数调控。针对SiC陶瓷烧结致密化难题,分析了现有后处理技术的优势与局限。研究表明,通过材料与工艺优化可制备高性能复杂结构SiC部件,但仍面临打印粉体粒径分布难以兼顾流动性与烧结活性,从而导致烧结后陶瓷强度偏低、精度不足等问题。未来,亟待继续在黏结剂喷射3D打印高强度高精密SiC陶瓷上深入研究,特别是实现多种材料组合的常压固相烧结和液相烧结SiC陶瓷黏结剂喷射3D打印,并与AI相结合实现在线监控、智能优化、虚拟打印实验和性能预测等功能,以推动该技术在高精端工业领域的规模化应用。

关键词:黏结剂喷射3D打印(BJ-3D);SiC陶瓷;致密化;研究进展


  • DOI: 10.13957/j.cnki.tcxb.2026.03.001

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