多孔陶瓷是一種含有較多氣孔的無機非金屬材料，主要利用材料中的孔洞結構與材質(zhì)本身結合而具有的性質(zhì)來達到所需的功能。作為一種新型綠色環(huán)保的陶瓷材料，具有孔隙率高、滲透率高、比表面積大、體積密度小和熱導率低等優(yōu)異特性。
多孔陶瓷從19世紀70年代開始發(fā)展，初期被用作鈾提純和細菌過濾材料使用。經(jīng)過長時間的試驗發(fā)展，現(xiàn)如今其自身可調(diào)節(jié)的孔徑分布，配合上基體材料的光、電、熱、磁等物理力學性能可以在多個領域發(fā)揮作用，例如作為過濾材料、催化劑載體、吸聲材料、保溫隔熱材料、生物材料、紅外燃燒器等。
1 多孔陶瓷的制備方法
多孔陶瓷的制備工藝主要有添加造孔劑法、擠出成型法、溶膠-凝膠法、冷凍干燥法、發(fā)泡法、顆粒堆積法、3D打印法、熔鹽法、有機泡沫浸漬法等。區(qū)別于許多工藝制作更為成熟的傳統(tǒng)制備，3D打印法（Three-dimensional printing, 3DP）是近幾年發(fā)展起來的一種多孔陶瓷制備新方法。
3D打印利用計算機輔助設計（Computer aided design, CAD）的三維數(shù)據(jù)模型，通過打印頭噴射粘結劑將粉體層層堆積成最終產(chǎn)物。3D打印技術與反應燒結工藝的結合實現(xiàn)了復雜形狀陶瓷的無模制造與近凈尺寸成型。
2 實現(xiàn)3D打印的操作過程
實現(xiàn)陶瓷材料3D打印技術需要依靠兩個系統(tǒng)：
一是計算機軟件系統(tǒng)，即用來進行結構和圖形的設計，并將其轉(zhuǎn)換成通用的代碼語言；
二是接收指令的運作系統(tǒng)，即用來輸出打印最終的成品。
基本過程大致為：
①建立三維CAD模型（computer aided design，計算機輔助設計）。
②基于離散一疊加原理將其切片獲取許多分離的平面。
③傳遞至成型系統(tǒng)。
④利用CAM（computer aided manufacturing，計算機輔助制造）逐層打印出完整的零部件原型體。
3 視頻舉例：《泡沫陶瓷打印技術演示》
4 3D打印法制備多孔陶瓷的優(yōu)勢與不足
3D打印法制備多孔陶瓷具有無污染、效率高及無需模具等特點，不僅可以用來制備微觀結構均勻、孔連通性好及形狀復雜的多孔陶瓷，而且還可以控制所制備多孔陶瓷的孔徑大小、孔形狀及孔隙率。3D打印技術的出現(xiàn)，有效地克服了傳統(tǒng)多孔陶瓷制備方法中存在的缺點。
例如在生物材料應用上：近年來，因羥基磷灰石、磷酸鈣、磷酸三鈣等多孔陶瓷優(yōu)異的生物相容性，其在骨支架、整形外科、牙科等方面的應用也得到了一定的研究推廣。骨支架的孔隙率、孔形狀、孔尺寸和孔的連通性是控制生物組織生長和植入體/骨界面結合強度的重要參數(shù)，3D打印法為骨支架的制備提供了一種新穎簡便的方法，采用該工藝不僅可以在無模情況下制備出形狀復雜的支架，而且還可以通過CAD圖像數(shù)據(jù)控制產(chǎn)品的孔尺寸、形狀及連通性。
但是，該方法目前仍處于探索研究階段，工藝參數(shù)還需要進一步地完善。同時，目前的工藝尚無法通過3D打印直接制備出所需的多孔陶瓷成品，仍需結合反應燒結等工藝才能獲得最終的實體材料。因此，該方法今后的發(fā)展方向應該是：研究開發(fā)采用3D打印法一步制備目標多孔陶瓷的新工藝，使多孔陶瓷的制備技術實現(xiàn)質(zhì)的飛躍。