陶瓷是一種強度高、重量輕的材料，耐熱性比許多金屬都好，非常適合制造飛機或火箭零部件，航天飛機上的隔熱磚就是用陶瓷制造的。如今，HRL實驗室的研究人員開發(fā)出一種新型3D打印技術(shù)，能夠克服傳統(tǒng)陶瓷工藝的限制，打造高強度的完美陶瓷部件。

“從噴氣式發(fā)動機的大型部件到高超聲速飛行系、到微機電系統(tǒng)中復(fù)雜部件，甚至封裝電子裝置都可以制造。”HRL感應(yīng)器和材料實驗室的高級科學(xué)家Schaedler稱。

研究人員們說，他們的技術(shù)將使任何人都能3D打印出幾乎沒有爆裂傾向的陶瓷部件。這些3D打印的陶瓷部件可以是任何復(fù)雜的形狀，彎曲、多孔……都能hold住。另外一個優(yōu)勢是，它在高溫環(huán)境中非常穩(wěn)定，并且具有優(yōu)良的環(huán)境抗性及強度。

在此之前，盡管研究人員一直在3D打印陶瓷方面進行探索，但是面臨的主要阻礙之一就是其本身的屬性，因為當(dāng)加熱時，陶瓷顆粒往往傾向于不融合在一起。因此，一些已經(jīng)開發(fā)的陶瓷3D打印技術(shù)速度很慢，而且其中的一些添加劑會增加材料出現(xiàn)裂紋的可能性。

HRL實驗室的高級化學(xué)工程師Zak Eckel和高級化學(xué)家Chaoyin Zhou博士能夠通過使用硅基和氧基聚合物改進這些工藝。這些聚合物會能夠捕獲UV光，因此在UV固化環(huán)節(jié)聚合時就不需要那些可能導(dǎo)致裂紋的添加劑了。據(jù)了解，該發(fā)明是一個基本的樹脂配方，這種配方的材料可以3D打印成幾乎任何形狀和尺寸的零部件。

當(dāng)該聚合物被打印后，這些部件會被加熱到很高的溫度燃燒氧原子，從而形成一個高密度、高強度的碳化硅產(chǎn)品，可承受超過1700攝氏度的高溫，而且強度也是同類材料的10倍。

在大多數(shù)情況下，耐熱陶瓷是很難3D打印的，因為他們必須暴露在極高的高溫才能融化，因此當(dāng)先許多使用增材制造生產(chǎn)陶瓷的技術(shù)往往是有限的。

為此Eckel和他的同事們發(fā)明了一種材料，它最早被制成后類似于塑料，但是當(dāng)在爐內(nèi)加熱時就轉(zhuǎn)變成了陶瓷。該材料一開始是液態(tài)的樹脂，然后可通過普通的光固化3D打印轉(zhuǎn)化成100微米層厚的類塑料物質(zhì)，最后還需要在氬氣環(huán)境中加熱到1000攝氏度。