2.1.4　3D打印陶瓷片材的制備方法

片材主要作為LOM技術的原材料。在LOM生產過程中，原材料的性能決定了成形后坯體和燒結體的性能，較好的柔韌性便于連續加工，較高的強度則可以保證切割和疊層時的順利進行，同時能經受熱壓輥的碾壓作用而不致開裂。好的疊加性能和燒結活性便于生產出較高致密度和強度的燒結體。實現較低溫度下流延片疊層制造的前提是熱熔膠特性、黏結劑特性和流延片表面形貌等因素。因此，合適的流延膜材料是實現LOM技術的關鍵。

流延法（tape casting），也稱刮刀法，是一種用來制備大尺寸、薄平面陶瓷材料的重要成形方法，也是一種較為先進成熟的成形工藝。相對于軋膜法和干壓法，流延成形具有以下優點：與干壓相比，勞動強度小，材料利用率高，材料性能更為穩定一致；所用原材料和設備價格低廉，制作成本低，生產效率高，適于工業化生產，可連續操作；工藝設計靈活，流延漿料的配比和工藝參數都可以根據所需產品性能的不同進行靈活調整；因薄材呈二維平面分布，材料缺陷尺寸小；能廉價制備單相或復相陶瓷膜。

（1）非水基流延成形

在非水基流延工藝生產中，乙醇、甲苯、二甲苯等是常用的溶劑。通常有機溶劑表面張力比水小得多，所以顆粒粉體在有機溶劑中比水中的潤濕性好。在實際工業化生產中采用較多的是混合溶劑，主要是二元或三元共沸體系。與單一溶劑相比，混合溶劑對有機添加劑（黏結劑、塑化劑等）的溶解性更好，沸點低，并能以恒定的組分揮發。

非水基流延成形工藝過程包括漿料制備、球磨、脫泡、流延、干燥、剝離等工序。通常是在有機溶劑中將陶瓷粉體與分散劑、黏結劑、塑化劑等混合，形成均勻分散、穩定懸浮的漿料。成形時由刮刀高度控制流延膜厚度，漿料從料斗槽底部流至基帶上，基帶與刮刀相對運動形成流延素坯，在表面張力的作用下形成的上表面光滑均勻。待溶劑蒸發，有機添加劑在陶瓷顆粒間形成網絡結構，得到具有一定柔韌性和強度的素坯，干燥后的流延膜從基帶剝離卷軸待用，最終經燒結得到陶瓷制品［9］。

（2）水基流延成形

水基流延成形工藝使用水基溶劑，因此在各流延工序上與非水基流延成形工藝不同。在水基流延成形工藝中，由于水是極性分子，在漿料中加入分散劑、黏結劑、塑化劑等有機添加劑時，需考慮水分子與有機添加劑的相容性問題。因此，在添加劑的選擇上，需選擇水溶性或者能夠在水中形成穩定乳濁液的有機物以確保得到穩定懸浮的漿料，同時使分散劑的用量盡可能少，在保證流延膜具有一定柔韌性和機械強度前提下使黏結劑、塑化劑等有機物的用量盡量少。

水基流延成形具有價格低廉、無毒性、原料不易燃等特點，但此工藝也面臨一些問題：所需的黏結劑濃度高；蒸發速率低，膜片干燥困難；氫鍵引起陶瓷粉體團聚導致絮凝；漿料對工藝參數變化敏感，不易成形表面致密光滑的流延膜片；缺陷引起應力集中，導致燒結時產生開裂［10，11］。