3D打印技術(shù)是一項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，是目前制造業(yè)的發(fā)展趨勢和重點研究領(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展。但在耐火材料領(lǐng)域，對于3D打印技術(shù)的開發(fā)和應用，還處于空白。

近日，由南京理工大學和中鋼集團洛陽耐火材料研究院組建的研究團隊成功開發(fā)了一種可用于打印耐火材料的3D打印機和相應的3D打印耐火材料，進行了3D打印耐火材料工藝研究和材料性能測試。

3D打印耐火材料以耐火澆注料為基礎，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)研究團隊在3D打印方面的研究經(jīng)驗為指導，改進了現(xiàn)有的3D打印機，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打印機由進料系統(tǒng)、打印頭、三維運動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成，在軟件控制下，根據(jù)數(shù)據(jù)模型進行自動打印成型。為提高打印過程的穩(wěn)定性和連續(xù)性，改進了輸送泵和打印頭的設計，減少了打印缺陷的產(chǎn)生。通過視頻監(jiān)控實時觀測打印層質(zhì)量，并對打印結(jié)果進行反饋。

為了滿足3D打印的要求，研究團隊對耐火材料的配合比進行了一系列調(diào)整。加入了緩凝劑，提高了材料的可打印時間；使用觸變潤滑劑調(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耐火材料，提高了打印的連續(xù)性，避免材料在打印過程中斷裂，同時提高了耐火材料的綜合性能。

目前，進一步的研究工作正在有序進行。