06
2026
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打印案例丨氧化锆多孔样件——曲面贯通结构与打印工艺挑战
作者：
氧化锆（ZrO₂）兼具高强度、高韧性和耐磨损性能，是结构陶瓷与功能陶瓷领域的研究热点。但三维曲面多孔结构用传统成型工艺几乎无从下手——注浆成型无法精确控制孔道走向，机加工薄壁易崩裂，内部贯通孔道更是无法加工。DLP陶瓷3D打印通过逐层光固化成型，恰好能攻克这类高难度结构。
本次案例聚焦一类打印难度极高的氧化锆样件：三维曲面连通多孔结构。
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氧化锆多孔样件
图中展示了一组尺寸梯度变化的氧化锆多孔立方体样件，每个单元体表面均为连续曲面拓扑结构，孔洞全部贯通。同一批次内同时打印了从毫米级到厘米级的多个规格。
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这类结构的打印难度在DLP陶瓷工艺中属于高级别，原因是多方面的：
浆料铺展与清洗。三维曲面在每一层切片上会形成大量孤立的微小截面，要求浆料在每一次铺料时都能均匀覆盖已固化层的曲面拓扑。如果浆料粘度偏高、流动性不足，曲面凹槽和孤立截面的浆料就会铺展不均，导致缺料缺陷。打印完成后，未固化的残余浆料需要从数百个连通孔道中彻底清洗掉——孔越细、路径越长，清洗越困难，残留浆料在后续脱脂中会造成堵孔或碳残留。
薄壁固化控制。曲面壁厚极薄，紫外光穿透深度稍大就会导致过固化，把不该固化的区域也固化了，孔道闭塞；照射能量不足则层间结合力不够，脱脂或烧结时薄壁断裂。需要在曝光参数上精确平衡。
脱脂开裂风险高。薄壁曲面意味着有机物分解产生的气体逸出通道长、内部压力大。壁越薄、越弯曲，局部应力集中越严重。脱脂曲线升温过快就会在曲面转折处最先开裂——而这种开裂在打印坯体阶段肉眼不可见，烧结后才会暴露。
烧结收缩不均。同一批次内大小规格并存，大尺寸件和小尺寸件的散热速率不同、收缩节奏不同，放在同一炉中烧结容易出现大件收缩到位而小件过烧、或小件致密而大件欠烧的矛盾。
从样件实际效果看：
一是结构连续性好——曲面薄壁之间过渡平滑，没有明显断裂或分层痕迹，说明浆料铺展和层间结合控制到位。二是孔道全部贯通——每个单元体表面可见规则通孔，孔与孔之间形成开放网络，意味着清洗工艺有效，脱脂后无堵孔。三是多尺寸并存——从最小到最大规格均保持了结构完整性，说明工艺窗口对不同尺度的适应性好。
氧化锆做成这种连通多孔结构后，在保持材料本征耐磨性和化学稳定性的同时，引入了高比表面积和可控力学响应特征。这类结构在催化、过滤、生物支架等方向均有研究价值——而DLP陶瓷3D打印的优势在于：研究者可以快速迭代不同的孔隙率、孔径和拓扑构型，用同一台设备验证不同设计假设，这是传统工艺难以实现的。
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该样件在奇遇科技陶瓷3D打印机上完成打印。设备内置材料工艺参数包，可直接调用氧化锆打印参数，无需从零调试。
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奇遇科技ADT陶瓷3D打印机系列 |
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