基于增材制造的陶瓷材料点阵结构研究现状与挑战

摘要

陶瓷材料点阵结构在力学、电磁、声学、热学等领域应用前景广阔。近年来发展起来对增材制造技术为复杂陶瓷材料点阵结构的获得提供了崭新的技术途径。本综述系统介绍对比了陶瓷材料点阵结构的常见增材制造工艺方法,包括立体光刻、数字光处理、双光子光刻、挤出成型、墨水直写、激光选区烧结等。此外,众多研究发现通过设计陶瓷材料点阵功能基元的结构和序构方式可以有效调控陶瓷材料点阵的物理特性,本综述首先归纳了基于力学设计等陶瓷材料点阵结构研究现状,接下来从超常规力学、电磁学、声学、传热、零膨胀、光学等多功能设计角度归纳了新型陶瓷材料点阵结构研究现状。最后,从点阵结构制造缺陷控制、超常力学行为设计、防生化结构设计、智能化结构设计以及结构功能一体化角度,分析了陶瓷材料点阵结构增材制造可能面临的机遇与挑战。