固體無模成型是20世紀90年代初Texas大學Austin分校的H. Marcus和MIT的E．Sechs等借助集成制造的概念，提出被統(tǒng)稱為固體無模成型的陶瓷成型工藝新方法，該方法也被譯為“固體自由成型制造”。
陶瓷承靠柱
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1. 固體無模成型的工藝原理與過程
固體無模成型工藝的基本原理與過程是直接利用計算機的CAD設計結果，將復雜的三維立體構件經(jīng)過計算機軟件切片分割處理，形成計算機可以執(zhí)行的像素單元文件。然后，通過類似計算機打印輸出的外部設備．將要成型的陶瓷粉體快速形成實際的像素單元，一個一個單元疊加的結果就可以直接成型出所需要的三維立體構件。
2. 固體無模成型的工藝特點
與傳統(tǒng)成型方法相比，固體無模成型技術具有以下特點：
(1)成型過程中無需任何模具或模型參與，使生產(chǎn)過程更加集成化。制造周期縮短，生產(chǎn)效率得到提高。
(2)成型機的幾何形狀、尺寸可以通過計算機軟件處理系統(tǒng)隨時改變，不需要等待模具的設計與制造，這大大縮短了新產(chǎn)品的開發(fā)時間。
(3)由于外部成型打印像素單元尺寸可以小到微米級，因此該成型方法可以制備出用于生命科學和小衛(wèi)星的微型電子陶瓷器件。
(4)與現(xiàn)代智能技術相結合，將進一步提高陶瓷制備工業(yè)水平，是該領域與其他工業(yè)制造領域的進步相匹配。
3. 固體無模成型的主要類型
固體無模成型技術實際上是由兩部分構成：一是計算機軟件系統(tǒng)，主要用于外形及微區(qū)成分結構設計、圖形處理和像素的輸出；二是外圍輸出設備和技術，用于結構計算機輸出指令，并將數(shù)字命令轉換成實際的陶瓷成型像素單元，進行輸出操作。后者是實現(xiàn)固體無模成型亟待解決的關鍵，針對不同的材料體系和不同的輸出方法，從而形成了各具特色的固體無模成型工藝。
到目前為止，已經(jīng)出現(xiàn)了20多種固體無模成型技術。其中一些固體無模成型技術在機械制造、高分子等行業(yè)已經(jīng)形成了多種商業(yè)化應用。但是，在陶瓷領域的固體無模成型技術的研究開展相對較晚。比較典型的陶瓷固體無模成型工藝有：熔融沉淀成型技術、噴墨打印成型技術、三維打印成型技術、分層實體成型技術和立體光刻成型技術。
(1)熔融沉積成型技術（fused deposition of ceramics，縮寫FDC）熔融沉積成型技術是由FDM技術發(fā)展而來的，F(xiàn)DM技術是由Stratasys公司開發(fā)成功并實現(xiàn)商業(yè)化的。
(2)噴墨打印成型技術(ink-jet printing，uP) 噴墨打印成型技術是將待成型的陶瓷粉末與各種有機物配制成陶瓷墨水，通過打印機將陶瓷墨水打印到成型平面上進行成型。
(3)三維打印成型技術(3 dimensional printing，3DP) 三維打印成型技術主要是由美國的Solugen公司和MIT開發(fā)。三維打印的成型過程與選取激光燒結( SLS)相似。只是將SLS中的激光變?yōu)閲娔蛴C噴射結合劑。
(4)分層實體成型技術(larninated object manufacturing，LOM) 分層實體成型技術是美國的Helisys公司開發(fā)并實現(xiàn)商業(yè)化的。
(5)立體光刻成型技術(stereolithography，SL) 此成型方法最早由Charles Hull于1984年申請專利，之后由3D Systems公司實現(xiàn)商業(yè)化。最初該成型技術主要應用于高分子的成型，將該方法用于陶瓷成型的研究還剛剛起步。
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本文“先進陶瓷的固體無模成型法”由科眾陶瓷編輯整理，修訂時間：2017-03-17 11:16:43
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