陶瓷3D打印在航空航天领域的应用

据预测，2030年的全球陶瓷3D打印市场规模可以达到48亿美元，其中航空航天行业将是主要应用领域。

由于运行环境比较严苛，像航天设备既要能承受发射时的高温，也要承受太空中的低温，因此航空航天企业对零件的要求非常高，这就将传统的制造工艺推向了极限。3D打印技术出现后，很快就引起了航空航天企业的兴趣。通过3D打印，可以实现一些传统制造工艺无法实现的结构，制造出性能更好，重量更轻的零件。

陶瓷以其耐热性、机械性能好而闻名（工业领域使用的陶瓷和日常使用的陶瓷器皿不同），是一种非常适合应用于航空航天领域的材料，但其加工难度也比较大。幸好现在有了3D打印技术，可以制造复杂形状的零件，同时降低成本和交货时间。

陶瓷3D打印公司Lithoz还专门开发了一种氮化硅 (Si3N4)材料。他们将这种材料的3D打印件加热至900 °C，然后立即用水将其骤冷至室温，尽管热应力很高，但这个部件没有任何损坏。

这样一来，就可以使用氮化硅 (Si3N4)3D打印微型涡轮机、叶轮等部件，具有优异的强度、韧性，可以在高温下工作。

飞机能够起飞，涡轮机至关重要。涡轮机内部最重要的部件之一是涡轮叶片，目前主要通过熔模铸造工艺制造。这里就有一个问题，由于需要脱模，结合多叶片、复杂和狭窄的冷却元件的造型会受到限制，这样会无法实现最佳性能。

3D打印则可以在短时间内制造出无限制的结构，实现最优性能。Lithoz已经使用二氧化硅基材料3D打印了铸芯，具有至少 200 µm 的细度。