前言

3D打印作为第三次工业革命的代表性技术，是21世纪以来智能制造等领域关注的焦点，已经得到学术界和产业界的共同推动，并受到各国政府的重视与大力支持。无机非金属材料是三大类基础材料之一。理论上，所有的无机非金属材料都可以通过现有的3D打印工艺实现复杂制品的成形。虽然无机非金属材料是种类最多、产量和用量最大的基础材料，但是，无机非金属材料3D打印技术无论在专用装备和专用材料开发还是应用领域拓展等方面都较聚合物材料和金属材料滞后。这一方面是由于社会各界对无机非金属材料的3D打印未能给予足够重视，缺乏应用牵引；另一方面也是因为无机非金属材料的多样性和复杂性，且一般具有熔点高、脆性大和缺陷敏感性强等特点，导致其3D打印难度较大，需开展更深入的研究。

从材料体系分析，胶凝材料、陶瓷材料和玻璃材料仍然是现今无机非金属材料3D打印技术应用的主要材料体系。混凝土、石膏和骨水泥等无机胶凝材料，氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷以及碳化硅陶瓷等陶瓷材料以及硅酸盐玻璃材料等，都是较早研究并逐渐应用的无机非金属材料。另外，石墨烯材料的打印以及以碳纤维、玻璃纤维等为增强材料的复合材料等先进无机非金属材料的3D打印也正在受到越来越多的关注。针对不同打印工艺的专用材料是目前无机非金属材料3D打印的瓶颈，也是研究热点。

从打印工艺看，目前已有的几乎所有3D打印工艺都可适用于无机非金属的成形。特别是黏结剂喷射、挤出成形等工艺在无机非金属材料成形方面有极为广泛的应用。但是，相关专用装备开发滞后是无机非金属材料3D打印发展的一个制约因素。

从应用的广度与深度分析，无机非金属材料3D打印已经在文创、设计、建筑、医学以及部分高技术领域得到一定的应用。特别是在模具制造方面，砂型打印使得传统砂型制造得到质的改变，不仅砂型复杂结构的构建得到提升，而且在环保等方面也有明显改善。另外，3D打印技术也为以无机非金属材料为主体的一体化器件成形、多材料打印等提供了可能。然而，目前无机非金属材料3D打印无论在应用的广泛性还是引领性、影响性等方面暂时还无法与聚合物材料和金属材料相比拟。

基于以上现状，本书从材料角度出发，介绍材料的性能、制备、成形和应用等，为行业专业人员和学生全面了解、系统学习无机非金属材料3D打印相关知识提供参考，以推动无机非金属材料3D打印的研究、应用与产业发展。

全书共7章，由沈晓冬担任主编，史玉升、伍尚华、张景贤担任副主编，负责拟定大纲和编写主要内容，唐明亮、吴甲民负责全书内容的整理。各章节编写分工为：第1章由沈晓冬、唐明亮编写；第2章由史玉升、伍尚华、吴甲民、沈春英、殷小玮、范晓孟、吴东江、马广义、张景贤、李伶、李艳辉、马涛编写；第3章由徐博编写；第4章由沈晓冬、唐明亮、赖建中、张垠、马素花、汤兵、郑海、王振地、张宇编写；第5章由钱颖锋、彭凡、文世峰、刘轶编写；第6章由张强强、王晓钧编写；第7章由沈晓冬、史玉升、伍尚华、张景贤、唐明亮、吴甲民编写。

本书多处引用了国内外文献，在参考文献中都标明了出处，在此向相关作者表示感谢。同时也感谢南京工业大学、江苏薄荷新材料科技有限公司和共享装备股份有限公司等单位给予本书出版的大力支持。另外，由于无机非金属材料3D打印还处于研究起步阶段，部分材料研究还较少，相关文献不多，本书也在多处首次引用了编写团队未发表的相关研究成果。

鉴于作者水平所限，书中难免有不妥之处，敬请各位专家、同行以及读者批评指正。

编　者

2020年4月