讀者信箱

問：目前科技界炒得最火的技術(shù)無疑就是3D打印。請(qǐng)介紹一下用3D打印成形衛(wèi)生陶瓷的方法。

答：對(duì)于當(dāng)前的科技界，最為人們津津樂道、炒得火熱的技術(shù)無疑就是3D打印，3D打印有可能革命化我們制造所有產(chǎn)品的方式。3D打印顛覆性地改變了產(chǎn)品制造的生產(chǎn)方式，所以受其影響最大的無疑是制造業(yè)，最終其將會(huì)改變?nèi)祟惖纳?。有人?D打印機(jī)比作哆啦a夢(mèng)的口袋，如今，涉及到人類吃穿住用行的包括鞋子、衣服、巧克力、玩具、雕塑、耳朵、牙齒、玻璃、瓷器、汽車等產(chǎn)品，3D打印都可以做出來。甚至在近日召開的兩會(huì)上，殲－15總設(shè)計(jì)師孫聰透露，鈦合金和M100鋼的3D打印技術(shù)已廣泛用于新機(jī)設(shè)計(jì)試制過程中，歐洲航天局（ESA）正在探索使用月塵作為建筑材料，打造一個(gè)3D打印的月球基地的方案。不少網(wǎng)友直呼：人類已經(jīng)無法阻止3D打??！

陶瓷行業(yè)作為傳統(tǒng)制造業(yè)的重要分支，是否會(huì)趕上3D打印的順風(fēng)車？在陶瓷行業(yè)，自從陶瓷噴墨打印技術(shù)普及之后，3D打印早已不是什么新鮮的詞匯，甚至4D、5D、6D這些概念也層出不窮，但3D打印技術(shù)并非陶瓷噴墨打印這種表面裝飾技術(shù)那么簡(jiǎn)單。那么真正的3D打印技術(shù)是否會(huì)對(duì)陶瓷行業(yè)的工業(yè)生產(chǎn)帶來變革，對(duì)制造業(yè)而言，3D打印技術(shù)的真正魅力和前景又在何方？這些，都值得業(yè)內(nèi)人士去深入探討和思考。

近期，一種利用3D打印成形衛(wèi)生陶瓷的方法在中國(guó)業(yè)界公開，使國(guó)內(nèi)陶瓷行業(yè)距實(shí)現(xiàn)3D打印不再那么遙遠(yuǎn)。

1 技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開了一種利用3D打印成形衛(wèi)生陶瓷的方法，是一種一步成形衛(wèi)生陶瓷的方法。該方法專門用于衛(wèi)生陶瓷的成形，解決了傳統(tǒng)衛(wèi)生陶瓷成形過程復(fù)雜、周期長(zhǎng)、成品率低及模具制作繁雜、費(fèi)用高等問題。

2 技術(shù)背景

成形是衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)必不可少的一個(gè)中間工序。傳統(tǒng)的衛(wèi)生陶瓷的成形是將制備好的陶瓷泥漿注入預(yù)先制好的石膏或樹脂模具內(nèi)，經(jīng)過模具的自然或系統(tǒng)施加壓力的脫水，開模后即可得到所要求的衛(wèi)生陶瓷坯體。衛(wèi)生陶瓷的形狀由模具決定，改換品種必須更換模具。

3D打印又稱三維打印，是快速成形技術(shù)的一種，它是運(yùn)用粉末狀可粘合材料，通過一層一層的多層打印方式構(gòu)造打印對(duì)象，使構(gòu)造對(duì)象一次成形。

利用3D打印來完成衛(wèi)生陶瓷的成形，首先省去了模具，也就省去了模具制作等工序及費(fèi)用；其次成形時(shí)間短，單件成形時(shí)間僅需傳統(tǒng)成形時(shí)間的二十分之一；第三不受模具限制，按照給定的程序變換品種，能達(dá)到一件一個(gè)形狀的要求，可實(shí)現(xiàn)快捷、產(chǎn)品個(gè)性化生產(chǎn)的特點(diǎn)。

以下是3D打印技術(shù)專利及其使用方法。

中國(guó)專利CN102608890A公開了一種3D激光打印機(jī)，其特征為：所述感光鼓為2個(gè)，而每個(gè)所述感光鼓分別設(shè)有一個(gè)所述粉末盒、一個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置；所述2個(gè)粉末盒中的一個(gè)填充有熱熔粉末，另一個(gè)填充有非熱熔粉末。將平面打印技術(shù)和工業(yè)熔鑄技術(shù)合為一體，實(shí)現(xiàn)一種全新的產(chǎn)品制造模式。

中國(guó)專利CN102627050A公開了利用3D打印骨灰成像方法，把人像經(jīng)過計(jì)算機(jī)處理生成三維圖像，以研磨好的骨灰為3D打印機(jī)的原料，打印成塑像；采用3D打印機(jī)或者人工為塑像上色。

中國(guó)專利CN1052273公開了由漿料成形陶瓷及陶瓷基復(fù)合材料部件的方法和設(shè)備。它是在注漿、壓力注漿或壓濾成形的同時(shí)或成形過程中對(duì)陶瓷漿料進(jìn)行超聲波作用，使陶瓷漿料中各組分處于均勻分布且有效分散的動(dòng)態(tài)分散平衡狀態(tài)。從而成形出各相均勻、密度一致、結(jié)構(gòu)精細(xì)、性能優(yōu)異的坯體。

中國(guó)專利CN2846077公開了一種陶瓷高壓注漿成形機(jī)，它使用樹脂模具，適用于衛(wèi)生陶瓷和日用陶瓷的成形。中國(guó)專利CN202367844U公開了一種微壓陶瓷成形機(jī)，用于衛(wèi)生陶瓷澆注成形，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化生產(chǎn)，大大提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

3 發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種可用3D打印的方法實(shí)現(xiàn)衛(wèi)生陶瓷的成形。

首先制備既適合3D打印又具有適當(dāng)燒結(jié)性能的陶瓷粉料，利用計(jì)算機(jī)控制3D打印機(jī)將制備好的陶瓷粉料打印成所設(shè)計(jì)的形狀，然后經(jīng)過干燥、施釉、燒成，最終制成產(chǎn)品。從而達(dá)到利用3D打印來完成衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)過程中的坯體成形。

其基本特性主要有：3D打印機(jī)所使用的陶瓷粉料是預(yù)先制備的；陶瓷粉料是采用普通陶瓷原料按照一定的配方，經(jīng)研磨、混合，加入一定的添加劑制得；衛(wèi)生陶瓷成形過程為3D打印完成，不需要模具；一次打印出所要求形狀的衛(wèi)生陶瓷坯體；以及衛(wèi)生陶瓷的形狀可根據(jù)需要隨時(shí)改變，數(shù)字化控制。

陶瓷行業(yè)作為傳統(tǒng)制造業(yè)，在數(shù)字化水平和商業(yè)模式探索上，距離制造業(yè)的前沿技術(shù)和思想都會(huì)存在一定的滯后性，但是如果能夠創(chuàng)新性地進(jìn)行吸收利用，相信會(huì)對(duì)推動(dòng)陶瓷行業(yè)的變革升級(jí)注入新的活力。

問：水煤漿的基本組成有哪些？其發(fā)展?fàn)顩r如何？

答：1 基本介紹

水煤漿是一種新型、高效、清潔的煤基燃料，是燃料家庭的新成員，它是由65%～70%不同粒度分布的煤、29%～34%的水和約1%的化學(xué)添加劑制成的混合物。經(jīng)過多道嚴(yán)密工序，篩去煤炭中無法燃燒的成分等雜質(zhì)，僅將碳本質(zhì)保留下來，成為水煤漿的精華。它具有石油一樣的流動(dòng)性，熱值相當(dāng)于油的一半，被稱為液態(tài)煤炭產(chǎn)品。水煤漿技術(shù)包括水煤漿制備、儲(chǔ)運(yùn)、燃燒、添加劑的選用等關(guān)鍵技術(shù)，涉及多門學(xué)科系統(tǒng)技術(shù)的水煤漿具有燃燒效率高、污染物排放低等特點(diǎn)，可用于電站鍋爐、工業(yè)鍋爐和工業(yè)窯爐替代油、氣、煤燃燒，是當(dāng)今潔凈煤技術(shù)的重要組成部分。

2 發(fā)展?fàn)顩r

水煤漿是20世紀(jì)70年代興起的新型煤基液體燃料，由一定量的煤、水和化學(xué)添加劑經(jīng)過必需的工藝流程加工而成，其灰分及含硫量低，燃燒時(shí)火焰中心溫度較低，燃燒效率高，煙塵、SO2及NOX排放量都低于燃油和燃煤。許多國(guó)家基于長(zhǎng)期的能源戰(zhàn)略考慮，將其作為以煤代替油的燃料技術(shù)進(jìn)行研究、開發(fā)和儲(chǔ)備，且已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化使用。

我國(guó)的水煤漿研究工作起步于20世紀(jì)70年代末，80年代初，與國(guó)外同步，直接原因是國(guó)際上爆發(fā)的石油危機(jī)，使各個(gè)國(guó)家都在尋找以一種能代替石油的新能源。而中國(guó)是一個(gè)富煤、少氣、貧油的國(guó)家，因此我國(guó)一直致力于水煤漿的研發(fā)工作，并于1983年5月研制出了第一批水煤漿并且試燃燒成功。近年來，我國(guó)的水煤漿制備技術(shù)和燃燒技術(shù)發(fā)展很快，并達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，先后完成了動(dòng)力鍋爐、電廠鍋爐、軋鋼加熱爐、熱處理爐、干燥窯等爐窯燃用水煤漿的工程試驗(yàn)。在環(huán)保產(chǎn)業(yè)的高科技領(lǐng)域，我國(guó)的大部分技術(shù)、產(chǎn)品均落后于國(guó)際先進(jìn)水平，而水煤漿是一個(gè)例外。我國(guó)的水煤漿技術(shù)優(yōu)于國(guó)外，這種新能源在我國(guó)的能源戰(zhàn)略中占有非常重要的地位。

目前水煤漿技術(shù)已被列為我國(guó)能源發(fā)展重點(diǎn)推廣技術(shù)，也是煤炭工業(yè)潔凈煤技術(shù)優(yōu)先發(fā)展的重點(diǎn)技術(shù)之一?！?013－2017年中國(guó)水煤漿行業(yè)發(fā)展前景與投資預(yù)測(cè)分析報(bào)告》指出，我國(guó)是一個(gè)富煤、少油的國(guó)家，水煤漿作為新型代油環(huán)保燃料，正被越來越多的企業(yè)所認(rèn)識(shí)，采用水煤漿技術(shù)進(jìn)一步改善煤炭企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高煤炭企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。水煤漿技術(shù)還可以解決一些燃煤企業(yè)環(huán)保及工藝過程調(diào)節(jié)的問題。而且可以利用工廠有機(jī)廢水（如造紙黑液）制備水煤槳燃料。因此水煤漿技術(shù)是當(dāng)前比較實(shí)用的技術(shù)，也是21世紀(jì)市場(chǎng)最為廣闊的潔凈燃煤技術(shù)。

從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)液體燃料供需矛盾將進(jìn)一步增大，環(huán)境對(duì)燃料的約束也進(jìn)一步加強(qiáng)，水煤漿的使用量將逐步加大；而隨著水煤漿技術(shù)的進(jìn)一步提高將會(huì)使其社會(huì)效益更加明顯，經(jīng)濟(jì)效益顯著提高。因此，水煤漿的應(yīng)用前景非常廣闊。