陶瓷资料因为其怪异的死板、光学、电学和热学功能，正在航空航天、医疗、汽车、光伏和半导体行业拥有紧急价钱。古代的陶瓷成型要领包含干式压造、等静压、打针成型、凝胶锻造等。跟着工业技能的敏捷进展，对机合繁杂、功能优异的陶瓷的需求大幅推广。古代的陶瓷筑设技能因为依赖模具而难以知足这些需求。3D打印技能的显露和敏捷进展为简单高效地分娩繁杂机合陶瓷供给了然决计划。

　　光固化陶瓷3D打印技能正在航空航天、医疗、半导体以及紧密化工和先辈筑设等范畴用缜密陶瓷繁杂部件的造备中体现出强盛的潜力。正在光固化3D打印造备进程中，成形参数的采取对造备精度以及陶瓷部件最终的功能拥有紧急影响。

　　指日，西北工业大学苏舟师教师团队报道了一种光固化陶瓷3D打印固化深度的采取战术。本筹议从表面粗劣度，成形精度，层状缺陷，双键转化率等方面，整个评议了固化深度对素坯和烧结试样的影响。通过检测双键转化率，筹议了固化深度对层状缺陷和脱脂进程中热降解的影响。同时，微观机合领会和力学功能测试印证了固化深度对造备进程的影响。通过将这些觉察与打印样品的力学功能结果干系联，开垦了一种光固化3D打印最佳固化深度的采取战术。干系作事以题为“Selection strategy of curing depth for vat photopolymerization 3D printing of Al2O3 ceramics”的筹议论文发布正在Additive Manufacturing，2024，88：104240。

　　起首明清楚本尝试操纵浆料的固化性子弧线，并纠合光-流变尝试探究了造备浆料的固化进程。同时觉察打印样品的尺寸随固化深度的推广而推广。

　　图1 (a) Al2O3陶瓷浆料的固化性子，(b)区别固化深度下试样的尺寸，(c) 紫表线映照下陶瓷浆料流变学性子，(d)图(c)中145至175秒的光阴限造显示凝胶点。

　　转移固化深度对打印样品的表面质料拥有紧急影响，固化深度推广显然低浸了试样表面粗劣度，同时烧结后试样的表面粗劣度显然优于打印素坯。

　　固化深度对与打印宗旨有必定角度的试样拥有紧急的影响。从图3中能够看出较低的固化深度和较大的倾角造备的样品表面拥有更多的锯齿状的缺陷。针对上述结果，纠合光固化3D打印成形特征，作战了区此表固化深度而出现的尺寸和表面状态转变机造。

　　图4 通过VPP 3D打印筑设的陶瓷零件因为区此表固化深度而出现的尺寸和表面状态转变的示希图

　　固化深度的转移会推广成形进程中激光能量的输入密度，从图5平领会可知，固化深度推广显然低浸了固化试样中相对双键含量。一方面，固化深度推广有利于层间优越纠合。另一方面，过高的固化深度酿成新打印层难以激励上一层同时固化，低浸了层间纠合。同时，领会脱脂进程的DSC弧线可知，固化深度推广转移了脱脂进程的放热进程，热量开释向高温宗旨偏移。

　　图5 区别固化深度打印试样的FT-IR结果(a)和相对双键相对含量(b)

　　显微机合结果声清楚固化深度对成形的表面缺陷和层状缺陷的影响法则。当固化深度为层厚的3倍时，烧结后的试样中没有阅览到显然的缺陷。抗弯强度结果声明，固化深度为层厚的3倍时，抗弯强度最大为630 MPa。韦布尔领会声清楚抗弯强度结果的牢靠性。

　　图8： (a) 区别固化深度烧结试样的抗弯强度和相对密度, (b) 烧结试样抗弯强度结果的韦布尔统计领会

　　采取相宜的固化深度对光固化陶瓷3D打印进程至合紧急，并对部件的最终功能出现宏大影响陶瓷。本筹议归纳考查了表面状态、精度、固化样品的相对双键含量、层间缺陷和死板功能等多种要素。结果声明，较低固化深度有利于取得拥有优越尺寸精度的零件，但表面质料和死板功能较差。另一方面，过高的固化深度会低浸印刷零件的形势精度，并正在脱脂进程中会合热效应，对最终零件的功能出现晦气影响。对待沿打印宗旨倾斜角度较大的打印模子，发起固化深度采取为两到三倍的层厚。不然，三倍于层厚的固化深度对待印刷拥有优异死板功能的陶瓷零件是最佳的。

　　然而，光和陶瓷浆料之间互相用意的繁杂性，导致揭示层厚度、固化深度和固化性子之间的现实相干依旧是一个挑衅。本尝试合切履行中遍及操纵的50μm层厚，对待绝顶层厚的固化深度采取须要纠合固化性子从头探究。这项筹议依旧为优化VPP陶瓷3D打印中的固化深度参数供给了整个的援手，从而可以分娩出拥有所需功能的高质料组件。

　　苏舟师，西北工业大学长聘二级教师、博士生导师。国度级领甲士才，国度突出青年科学基金取得者，中国有色金属立异抢先安放取得者，入选国度首批“香江学者”安放，陕西省“青年科技新星”、陕西高校青年立异团队学术领先人和陕西重心科技立异团队领先人。长久从事先辈定向凝结技能与表面及新资料筹议，涉及高温合金、高熵合金、超高温复合陶瓷、生物陶瓷、钙钛矿太阳能电池、机合功用一体化复合资料以及定向凝结与增材筑设技能等。主办包含国度天然基金重心、优青等7项国度基金正在内的30余项国度及省部级紧急科研项目，正在Nano Energy，Advanced Functional Materials，Nano Letters，Composites part B: engineering，Additive manufacturing等著名期刊发布论文160余篇。获授权中国出现专利50余项以及3项美国出现专利。参编专著3部。获陕西省科学技能一等奖、二等奖，中国交通运输协会科学技能二等奖，陕西高校科学技能筹议突出结果特等奖，陕西省冶金科学技能一等奖，天下有色金属突出青年科技奖和陕西青年科技奖各1项。西工大苏水兵团队增材顶刊：光固化陶瓷3D打印固化深度的选取政策