日前，荷蘭設(shè)計團(tuán)隊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)隊由兩位設(shè)計師Yao和Marlieke組成，他們都是荷蘭埃因霍溫設(shè)計學(xué)院的畢業(yè)生。他們是因在陶瓷設(shè)計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生產(chǎn)陶瓷，而Yao則有兩年多的塑料材料桌面3D打印體驗。于是，他們共同開發(fā)了一臺能夠高效、可靠地打印陶瓷的3D打印機(jī)。雖然實際上他們的打印機(jī)速度要取決于具體的設(shè)計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。一些簡單的小設(shè)計，比如一個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，像一個60厘米、直徑30厘米的花瓶則只需一個小時左右。

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SD插槽，而且只使用了三個2A的步進(jìn)電機(jī)。整個機(jī)器的構(gòu)建平臺大小為55×78×83厘米，而底座占地面積達(dá)75×100厘米。為了抵消Z臂移動時引起的重心變化，他們兩個把底座設(shè)計得非常重。該機(jī)器的Z臂約105厘米高。與Z臂相連接的是X臂，它橫跨整個構(gòu)建平臺。整個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象時，很容易會因為自身重量而導(dǎo)致打印對象崩塌。有的人使用粘土烘干機(jī)來解決這個問題，但它會導(dǎo)致表面變得非常粗糙，因此不適合用于精細(xì)的設(shè)計，不過Yao和Marlieke想辦法解決了這個問題。他們想出了一個巧妙的設(shè)計，這個設(shè)計與塑料3D打印機(jī)完全不同，他們不使用電機(jī)擠出粘土，而是通過空氣壓力與打印速度之間形成的細(xì)微平衡來調(diào)節(jié)材料的沉積。Yao解釋說：

“我們不使用電機(jī)，而是一個帶外部壓縮裝置的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。”

他們設(shè)計出陶瓷3D打印機(jī)只花了幾個星期，Yao和Marlieke把更多的時間花在了尋找合適的粘土配方上。據(jù)了解，經(jīng)過幾個月的實驗，他們才終于找到適合他們機(jī)器的配方。現(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)點是顯而易見的，Marlieke說：“3D打印技術(shù)和粘土使我們能夠快速測試和嘗試新的設(shè)計?，F(xiàn)在我們只需要一小時，就能設(shè)計和制造出一系列簡單的容器、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)家們在制造陶瓷的時候仍然需要動手：“燒制、上釉和再次燒制都需要時間和耐心，在每個產(chǎn)品打印結(jié)束時都需要人工來檢查。”