2.1.4　3D打印陶瓷片材的制备方法

片材主要作为LOM技术的原材料。在LOM生产过程中，原材料的性能决定了成形后坯体和烧结体的性能，较好的柔韧性便于连续加工，较高的强度则可以保证切割和叠层时的顺利进行，同时能经受热压辊的碾压作用而不致开裂。好的叠加性能和烧结活性便于生产出较高致密度和强度的烧结体。实现较低温度下流延片叠层制造的前提是热熔胶特性、黏结剂特性和流延片表面形貌等因素。因此，合适的流延膜材料是实现LOM技术的关键。

流延法（tape casting），也称刮刀法，是一种用来制备大尺寸、薄平面陶瓷材料的重要成形方法，也是一种较为先进成熟的成形工艺。相对于轧膜法和干压法，流延成形具有以下优点：与干压相比，劳动强度小，材料利用率高，材料性能更为稳定一致；所用原材料和设备价格低廉，制作成本低，生产效率高，适于工业化生产，可连续操作；工艺设计灵活，流延浆料的配比和工艺参数都可以根据所需产品性能的不同进行灵活调整；因薄材呈二维平面分布，材料缺陷尺寸小；能廉价制备单相或复相陶瓷膜。

（1）非水基流延成形

在非水基流延工艺生产中，乙醇、甲苯、二甲苯等是常用的溶剂。通常有机溶剂表面张力比水小得多，所以颗粒粉体在有机溶剂中比水中的润湿性好。在实际工业化生产中采用较多的是混合溶剂，主要是二元或三元共沸体系。与单一溶剂相比，混合溶剂对有机添加剂（黏结剂、塑化剂等）的溶解性更好，沸点低，并能以恒定的组分挥发。

非水基流延成形工艺过程包括浆料制备、球磨、脱泡、流延、干燥、剥离等工序。通常是在有机溶剂中将陶瓷粉体与分散剂、黏结剂、塑化剂等混合，形成均匀分散、稳定悬浮的浆料。成形时由刮刀高度控制流延膜厚度，浆料从料斗槽底部流至基带上，基带与刮刀相对运动形成流延素坯，在表面张力的作用下形成的上表面光滑均匀。待溶剂蒸发，有机添加剂在陶瓷颗粒间形成网络结构，得到具有一定柔韧性和强度的素坯，干燥后的流延膜从基带剥离卷轴待用，最终经烧结得到陶瓷制品［9］。

（2）水基流延成形

水基流延成形工艺使用水基溶剂，因此在各流延工序上与非水基流延成形工艺不同。在水基流延成形工艺中，由于水是极性分子，在浆料中加入分散剂、黏结剂、塑化剂等有机添加剂时，需考虑水分子与有机添加剂的相容性问题。因此，在添加剂的选择上，需选择水溶性或者能够在水中形成稳定乳浊液的有机物以确保得到稳定悬浮的浆料，同时使分散剂的用量尽可能少，在保证流延膜具有一定柔韧性和机械强度前提下使黏结剂、塑化剂等有机物的用量尽量少。

水基流延成形具有价格低廉、无毒性、原料不易燃等特点，但此工艺也面临一些问题：所需的黏结剂浓度高；蒸发速率低，膜片干燥困难；氢键引起陶瓷粉体团聚导致絮凝；浆料对工艺参数变化敏感，不易成形表面致密光滑的流延膜片；缺陷引起应力集中，导致烧结时产生开裂［10，11］。