導語：
? ? 氮化硅陶瓷具有硬度大、強度高、熱膨脹系數小、高溫蠕變小、抗氧化性能好、熱腐蝕性能高、摩擦系數小等諸多優異性能，是綜合性能最好的結構陶瓷材料之一。3D打印技術是制造復雜結構氮化硅產品的重要技術路徑，然而由于氮化硅粉末特性限制了光固化技術的應用。日前，乾度高科利用光固化3D打印技術制造高性能氮化硅陶瓷取得了顯著進展，已具備大尺寸、批量化、高性能復雜結構件制造能力，在航空航天、半導體、醫療等領域具有重要應用價值。
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材料的特性研究
? ? 氮化硅基板熱膨脹系數小，與第三代半導體材料SiC、GaAs等具有良好的匹配性。目前商用氮化硅基板熱導率可達60～90 W/(m·k)，抗彎強度600～700 MPa，較氧化鋁陶瓷基板、氮化鋁陶瓷基板具有更加突出的導熱性和機械性能。隨著新能源汽車等行業的發展，氮化硅陶瓷基板年需求量呈逐漸上升。同時，相比碳化硅，氮化硅陶瓷更優的透波特性和韌性，是重要的耐高溫功能結構材料。隨著多個重要行業對氮化硅陶瓷復雜結構件的需求不斷增加，傳統的方法制備亦越來越不能滿足需求。
? ? 增材制造（3D打印）技術的快速發展為復雜結構的氮化硅陶瓷零件制備提供了新的思路和機會，其中光固化3D打印技術，憑借其高分辨率、高效率快速成型，是制備氮化硅陶瓷零件重要的技術途徑，近年來是陶瓷增材技術的研究熱點。然而，氮化硅屬于“深色陶瓷”，其納米顆粒具有高折射率，難以引發光敏樹脂單體的交聯聚合反應。如采用微米顆粒并降低固含量，脫脂過程中易導致脫脂開裂。
氮化硅漿料測試件
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? ? 乾度高科針對氮化硅材料光固化3D打印的難點開展了長期研發，專門為高固含量陶瓷漿料高精度成型開發了桌面級和工業級3D打印機。打印過程中，使用柔性刮刀和光強補償技術來確保漿料的均勻分布與固化，實現了高固含量納米氮化硅材料的高精度打印成型。基于此技術，相關科研院所專家對氮化硅漿料配方不斷地改進，提升固含量，優化漿料性能，最大限度地減少了生坯脫脂與燒結過程中可能引入的缺陷，測試結果表明打印氮化硅性能優異。
通過3D打印機制備成型，再經過脫脂燒結工藝進行后處理，從而獲得最終致密和性能優異的結構件。
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復雜結構氮化硅
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燒結密度（g·cm-3） | 3.04 |
抗彎強度(室溫）/MPa | 600+ |
斷裂韌度/Kic/MPa.m1/2 | 5.3 |
漿料固含量 | 50+vol%. |
打印層厚 | 25-40微米 |
最大脫脂壁厚 | 11mm |
“米級”高精度光固化陶瓷3D打印機
? ? ? 乾度高科利用“米”級陶瓷光固化3D打印裝備，可實現1200mm×900mm×500mm幅面的打印，這一大幅面制造能力將助力氮化硅陶瓷的應用領域將進一步擴展，推動氮化硅陶瓷3D打印的精度和效率，同時降低成本。使得更加復雜和精細的結構成為可能，進而推動新的設計和應用的出現。
? ? 市場預測，氮化硅陶瓷的全球市場將繼續擴大。隨著技術的進步和成本的降低，氮化硅陶瓷的應用將不再局限于高端市場，而是逐步滲透到更廣泛的領域。
? ? 氮化硅陶瓷的3D打印技術預計在未來將展現出更廣泛的應用前景，無論是在現有的應用領域還是新興的市場需求中，都將發揮重要作用。隨著技術的不斷進步和市場的擴大，氮化硅陶瓷將成為一個重要的材料類別，對多個行業產生深遠影響。
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原文始發于微信公眾號（乾度高科QuickDemos）：氮化硅陶瓷光固化3D打印取得顯著進展
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