中國人早在約公元前8000－2000年（新石器時代）就發(fā)明了陶器。常見的陶瓷材料有粘土、氧化鋁、高嶺土等。陶瓷材料一般硬度較高，但可塑性較差。除了在食器、裝飾的使用上，在科學(xué)、技術(shù)的發(fā)展中亦扮演重要角色，且具有各種創(chuàng)意的應(yīng)用。

當(dāng)代陶瓷材料的應(yīng)用方向可概括為：
①結(jié)構(gòu)陶瓷--用于建筑磚，管和屋頂/地磚等
②耐火陶瓷--用于制造鋼和玻璃的窯襯和坩堝。
③家具陶瓷--包括餐具、裝飾瓷磚、藝術(shù)品和浴室家具（廁所/水槽等）。
④技術(shù)陶瓷--先進(jìn)的陶瓷材料具有高度的機(jī)械、化學(xué)、熱和電阻性，通常用于航空、汽車、軍事和醫(yī)療應(yīng)用。
      陶瓷材料的應(yīng)用比以往任何時候都更受關(guān)注，這是由于兩大趨勢：一方面，3D打印技術(shù)的發(fā)展讓加工高級陶瓷材料成為可能；
另一方面，陶瓷材料可以作為終端應(yīng)用的理想材料，如生物相容性甚至是食品相容性的產(chǎn)品。
此外，陶瓷技術(shù)能夠提供理想的機(jī)械性能和3D打印功能，可以在復(fù)雜的高分辨率幾何形狀中塑造陶瓷部件，這在過去是不可能的。
      3D打印技術(shù)所具有的操作簡單、速度快、精度高等優(yōu)點(diǎn)給陶瓷注入了新的活力。國外已有很多研究，其中包括硬件和工藝開發(fā)、材料開發(fā)、應(yīng)用開發(fā)，以及提供商業(yè)可用和專有陶瓷3D打印服務(wù)的專業(yè)化服務(wù)。出現(xiàn)了3DCeram、Lithoz等專注陶瓷3D打印的公司。而國內(nèi)的陶瓷3D打印技術(shù)也發(fā)展迅速，形成以高校為中心，科技探索型公司涌現(xiàn)的良好格局（如十維科技、迅實(shí)科技、長朗三維科技、博力邁等）。

陶瓷與3D打印工藝
用于3D打印的陶瓷材料形態(tài)包括：
①漿料，陶瓷成分與其他溶劑及添加劑的混合物，通過物理、化學(xué)的方式成形；
②陶瓷絲材，用于熔融堆積工藝；
③陶瓷粉末，陶瓷粉末、礦化物、粘結(jié)劑等的混合物，用于激光燒結(jié)、粘接等；
④陶瓷薄片，片壓成形、粘接。

目前陶瓷3D打印成形技術(shù)主要可以分為：
①立體光固化技術(shù)、
②粘合劑噴射技術(shù)、
③懸浮液熱熔沉積技術(shù)、
④納米陶瓷射流技術(shù)……

值得一提的是，近日，哈工大團(tuán)隊(duì)在陶瓷涂層方面首創(chuàng)一種全新陶瓷3D印技術(shù)及材料（納米結(jié)構(gòu)和納米改性球形粉體材料，該研發(fā)填補(bǔ)了3D打印陶瓷材料的國際空白），據(jù)悉，這項(xiàng)技術(shù)可使3D打印機(jī)打印出任何一種陶瓷產(chǎn)品，甚至已經(jīng)消失毀損的珍貴陶瓷藝術(shù)品。

粘合劑噴射技術(shù)

使用這些技術(shù)打印得到的陶瓷坯體經(jīng)過高溫脫脂和燒結(jié)后便可得到陶瓷零件。根據(jù)成形方法和使用原料的不同，每種打印技術(shù)都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，發(fā)展程度也有差距。

陶瓷3D打印的熱門應(yīng)用
陶瓷3D打印技術(shù)及材料適用于航空航天、軍艦船舶、汽車火車、冶金、電力、石油、工程機(jī)械等領(lǐng)域，對提升國家高端裝備水平意義重大。

陶瓷3D打印漸成醫(yī)療應(yīng)用“寵兒”，在醫(yī)療中應(yīng)用陶瓷根據(jù)材料屬性的不同可以分為兩類：
一類是高性能陶瓷，如氧化鋯、氧化鋁、氮化硅，這類陶瓷材料不會降解，由于其出色的機(jī)械性能，耐磨性，低導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性以及優(yōu)良的生物相容性等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于生產(chǎn)永久性植入物及義齒等醫(yī)療器械。
  另一類是可降解的陶瓷材料，如：羥基磷灰石、碳酸三鈣等，由于這類陶瓷材料與骨骼的無機(jī)成分相似，而被于制造可降解的植入物，典型的應(yīng)用是制造骨修復(fù)支架。通過在愈合過程中材料的降解，可以向細(xì)胞提供必要的離子，并為細(xì)胞向內(nèi)生長創(chuàng)造空間。
   心臟起搏器泵（維也納科技大學(xué)和維也納醫(yī)科大學(xué)的研究人員使用Lithoz 基于光固化工藝的LCM 3D打印技術(shù)作為心臟起搏器泵的制造方法。裝置與主動脈內(nèi)氣囊泵結(jié)合，可為冠狀動脈血管優(yōu)化供血，在關(guān)鍵的愈合階段緩解心臟壓力。）

由高純度氧化鋁制成的心臟起搏器泵的部件

圖片來源：Lithoz （注：圖中部件比實(shí)際放大了10倍以上）

    個性化骨修復(fù)器械（林茨開普勒大學(xué)醫(yī)院采用Lithoz的陶瓷3D打印技術(shù)開發(fā)了個性化的骨修復(fù)器械。能夠根據(jù)患者醫(yī)學(xué)影像設(shè)計(jì)出所需的修復(fù)器械，減少在手術(shù)現(xiàn)場進(jìn)行手工彎曲調(diào)整的需要。）
   氧化鋯義齒（博力邁科技Porimy研發(fā)了陶瓷3D打印機(jī)，并推出3D打印氧化鋯陶瓷義齒生產(chǎn)線，由患者牙模數(shù)字化掃描與建模、義齒三維設(shè)計(jì)、3D打印義齒生坯、脫脂與高溫?zé)Y(jié)、上釉等工序組成。Porimy的3D打印氧化鋯陶瓷義齒生產(chǎn)線已通過廣泛的機(jī)械、屬性和生物檢查。2017年10月，公司取得了醫(yī)療器械注冊證書，正式向國內(nèi)市場推出第一款3D打印陶瓷義齒。）
    可降解的骨修復(fù)植入物/支架（①中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研究員吳成鐵與常江帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)在3D打印生物陶瓷支架用于骨-軟骨再生及骨腫瘤治療方面取得了系列研究進(jìn)展；②2018年2月，西京醫(yī)院骨科開展了3D打印支架長段骨缺損修復(fù)的臨床試驗(yàn)。3D打印支架由西安點(diǎn)云生物科技有限公司采用無絲3D打印技術(shù)為患者量身定制，材料為生物相容性的陶瓷復(fù)合材料，能夠在誘導(dǎo)患者自身新骨生成的同時逐漸降解，最終被患者的新生骨組織完全替代，無需二次手術(shù)取出，降低植入物在體內(nèi)長期存在的潛在風(fēng)險；③美西北大學(xué)3D打印可降解陶瓷植入物植入人體）

中國陶瓷3D打印在航空領(lǐng)用優(yōu)勢突顯
     陶瓷零件因強(qiáng)度高、密度低，耐高溫，耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)在航空航天制造領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。世界某發(fā)動機(jī)公司曾對航空發(fā)動機(jī)材料的發(fā)展做出評估：發(fā)動機(jī)中金屬材料，如鋁合金、鎳合金及鈦合金等材料的用量將逐漸減少，取而代之的是新型高性能陶瓷材料及其他復(fù)合材料。
   目前，在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用的陶瓷零件可分為結(jié)構(gòu)零件（如渦輪整體葉盤、機(jī)頭罩、機(jī)翼前緣和襟翼、導(dǎo)彈的噴管和鼻錐等）和功能零件（如導(dǎo)彈、衛(wèi)星的天線罩和天線窗等）。
   世界首次微重力陶瓷3D打?。?月，中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心科研人員在瑞士杜本多夫利用歐洲失重飛機(jī)成功完成了國際首次微重力環(huán)境下陶瓷材料立體光刻成形技術(shù)試驗(yàn)。同時還利用3D打印的陶瓷模具完成了首次微重力環(huán)境下金屬材料鑄造技術(shù)試驗(yàn)。）

陶瓷4D打印系統(tǒng)出爐（8月，港城市大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)出全球首個陶瓷4D打印系統(tǒng)。4D打印是傳統(tǒng)3D打印加上第四維度——時間，在第四維度中，打印物體可在外部環(huán)境，如機(jī)械力、溫度的刺激下，隨著時間的推移重新成形或自我組裝。打印出來的陶瓷堅(jiān)固且擁有復(fù)雜的形狀，有望在電子和航空航天領(lǐng)域大展拳腳。）

     陶瓷基鋁合金材料受關(guān)注（中國商飛公司與上海交通大學(xué)曾合作研制出陶瓷基鋁合金材料。在提高材料綜合性能的同時，既保持了鋁合金易成形、易加工的特性，又具備了復(fù)合材料高剛度、高強(qiáng)度、高抗疲勞、低膨脹、高阻尼、耐高溫等特性。但該材料要真正實(shí)現(xiàn)在民機(jī)產(chǎn)品上的應(yīng)用，還要經(jīng)過大量的試驗(yàn)驗(yàn)證并完成相應(yīng)的適航審定程序。）
結(jié)束語
      未來，3D打印技術(shù)的發(fā)展將體現(xiàn)出更為精密化、智能化、通用化以及便捷化等主要趨勢，更多可開發(fā)的多樣性材料將為跨行業(yè)應(yīng)用帶來更為光明的前景。
從據(jù)知名市場研究公司M&M發(fā)布的一份調(diào)查報告也印證了陶瓷3D打印技術(shù)的未來，截至目前，3D打印陶瓷市場份額最大的地區(qū)仍是北美，并有望繼續(xù)領(lǐng)跑；歐洲其次，而亞太地區(qū)則有望后來居上，在未來5年里坐擁全球最高的增長率。主要包含3D打印陶瓷粉末材料市場、3D打印陶瓷產(chǎn)品市場和相關(guān)設(shè)備、技術(shù)市場等的陶瓷3D打印市場，發(fā)展?jié)摿薮蟆?p>