日前，荷蘭設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)Vormvrij3D開發(fā)出了一種陶瓷3D打印機(jī)，該打印機(jī)十分易用，能夠生產(chǎn)大型的陶瓷器件。盡管受到陶瓷材料，如粘土的限制，他們的打印機(jī)依然能夠制造出高達(dá)85厘米，底座面積達(dá)80厘米×60厘米。

該團(tuán)隊(duì)由兩位設(shè)計(jì)師Yao和Marlieke組成，他們都是荷蘭埃因霍溫設(shè)計(jì)學(xué)院的畢業(yè)生。他們是因在陶瓷設(shè)計(jì)方面擁有共同的興趣和藝術(shù)目標(biāo)走而到了一起。Marlieke一直在尋找新的方法來(lái)生產(chǎn)陶瓷，而Yao則有兩年多的塑料材料桌面3D打印體驗(yàn)。于是，他們共同開發(fā)了一臺(tái)能夠高效、可靠地打印陶瓷的3D打印機(jī)。雖然實(shí)際上他們的打印機(jī)速度要取決于具體的設(shè)計(jì)和他們所使用粘土的濕度，但仍然比普通的3D打印機(jī)快得多。一些簡(jiǎn)單的小設(shè)計(jì)，比如一個(gè)20厘米高、直徑6厘米的小瓷瓶只需15分鐘即可打印完成。有些較大的設(shè)計(jì)，像一個(gè)60厘米、直徑30厘米的花瓶則只需一個(gè)小時(shí)左右。

為了給以后的改進(jìn)留出空間及降低成本，Vormvrij的機(jī)器結(jié)構(gòu)使用了許多已有的標(biāo)準(zhǔn)零部件，當(dāng)然也犧牲了美觀的外形。它的控制部分使用了Arduino和Ramps 1.4，附帶一個(gè)SD插槽，而且只使用了三個(gè)2A的步進(jìn)電機(jī)。整個(gè)機(jī)器的構(gòu)建平臺(tái)大小為55×78×83厘米，而底座占地面積達(dá)75×100厘米。為了抵消Z臂移動(dòng)時(shí)引起的重心變化，他們兩個(gè)把底座設(shè)計(jì)得非常重。該機(jī)器的Z臂約105厘米高。與Z臂相連接的是X臂，它橫跨整個(gè)構(gòu)建平臺(tái)。整個(gè)3D打印機(jī)的外形尺寸為100×90×125厘米。

一般情況下，陶瓷3D打印技術(shù)面臨的最大障礙之一就是材料的重量。黏土本身是一種非常重的材料，所以在打印較大的對(duì)象時(shí)，很容易會(huì)因?yàn)樽陨碇亓慷鴮?dǎo)致打印對(duì)象崩塌。有的人使用粘土烘干機(jī)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，但它會(huì)導(dǎo)致表面變得非常粗糙，因此不適合用于精細(xì)的設(shè)計(jì)，不過(guò)Yao和Marlieke想辦法解決了這個(gè)問(wèn)題。他們想出了一個(gè)巧妙的設(shè)計(jì)，這個(gè)設(shè)計(jì)與塑料3D打印機(jī)完全不同，他們不使用電機(jī)擠出粘土，而是通過(guò)空氣壓力與打印速度之間形成的細(xì)微平衡來(lái)調(diào)節(jié)材料的沉積。Yao解釋說(shuō)：

“我們不使用電機(jī)，而是一個(gè)帶外部壓縮裝置的8升壓力容器。它配置有較高精密度的壓力表，這樣我們就能微調(diào)粘土從打印頭的的沉積速度，使其與打印速度保持協(xié)調(diào)。他們的壓力容器可以容納約15公斤的粘土混合物，而最近他們又新開發(fā)了一種粘土空氣分離器，可以使98％的粘土沒(méi)有氣泡。 他們的3D打印機(jī)的打印層厚顯然取決于粘土：“層厚不能小于0.5毫米，對(duì)于直徑3-6毫米的打印頭最佳的打印層厚介于1.5至3毫米之間，打印頭的最大寬度為10毫米。”

他們?cè)O(shè)計(jì)出陶瓷3D打印機(jī)只花了幾個(gè)星期，Yao和Marlieke把更多的時(shí)間花在了尋找合適的粘土配方上。據(jù)了解，經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的實(shí)驗(yàn)，他們才終于找到適合他們機(jī)器的配方?，F(xiàn)在他們可以用陶土、熟料及其他的常用粘土打印功能陶瓷。

陶瓷3D打印技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的，Marlieke說(shuō)：“3D打印技術(shù)和粘土使我們能夠快速測(cè)試和嘗試新的設(shè)計(jì)。現(xiàn)在我們只需要一小時(shí)，就能設(shè)計(jì)和制造出一系列簡(jiǎn)單的容器、杯子或花瓶。如果結(jié)果不是我們所需要的，我們完全可以將材料回收，并重新開始。”與塑料3D打印不同，藝術(shù)家們?cè)谥圃焯沾傻臅r(shí)候仍然需要?jiǎng)邮郑?ldquo;燒制、上釉和再次燒制都需要時(shí)間和耐心，在每個(gè)產(chǎn)品打印結(jié)束時(shí)都需要人工來(lái)檢查。”