3D打印技術(shù)是一項(xiàng)新興的智能制造技術(shù)，其具有節(jié)約材料、降低成本、提高效率等優(yōu)勢(shì)，是目前制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)和重點(diǎn)研究領(lǐng)域。現(xiàn)階段，3D打印技術(shù)在建筑、汽車、醫(yī)療、軍事和航空航天等領(lǐng)域均取得了一系列進(jìn)展。但在耐火材料領(lǐng)域，對(duì)于3D打印技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，還處于空白。

近日，由南京理工大學(xué)和中鋼集團(tuán)洛陽(yáng)耐火材料研究院組建的研究團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)了一種可用于打印耐火材料的3D打印機(jī)和相應(yīng)的3D打印耐火材料，進(jìn)行了3D打印耐火材料工藝研究和材料性能測(cè)試。

3D打印耐火材料以耐火澆注料為基礎(chǔ)，以鋁酸鹽水泥和不同粒徑的礬土骨料為主要原材料，根據(jù)研究團(tuán)隊(duì)在3D打印方面的研究經(jīng)驗(yàn)為指導(dǎo)，改進(jìn)了現(xiàn)有的3D打印機(jī)，改變了耐火澆注料配合比，取得了良好的打印效果。

耐火材料3D打印機(jī)由進(jìn)料系統(tǒng)、打印頭、三維運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成，在軟件控制下，根據(jù)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行自動(dòng)打印成型。為提高打印過(guò)程的穩(wěn)定性和連續(xù)性，改進(jìn)了輸送泵和打印頭的設(shè)計(jì)，減少了打印缺陷的產(chǎn)生。通過(guò)視頻監(jiān)控實(shí)時(shí)觀測(cè)打印層質(zhì)量，并對(duì)打印結(jié)果進(jìn)行反饋。

為了滿足3D打印的要求，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)耐火材料的配合比進(jìn)行了一系列調(diào)整。加入了緩凝劑，提高了材料的可打印時(shí)間；使用觸變潤(rùn)滑劑調(diào)節(jié)材料的流變性能，提高了材料的擠出性和堆積性；采用聚丙烯抗爆纖維增強(qiáng)耐火材料，提高了打印的連續(xù)性，避免材料在打印過(guò)程中斷裂，同時(shí)提高了耐火材料的綜合性能。

目前，進(jìn)一步的研究工作正在有序進(jìn)行。