一、陶瓷增材制造的两条路线

按照 ISO/ASTM 52900:2021 分类，陶瓷增材制造既包含 Binder Jetting、Material Extrusion 等大类，也可按工艺步骤分为“一步成型”与“多步成型”。一步成型在单次操作中同时建立几何与主要性能；而 DIW 属于典型的多步成型：先挤出绿色生坯，再通过干燥、脱脂、烧结等后处理获得最终致密件。这种分步特征决定了 DIW 对“打印-后处理”全链路协同的高度依赖。

与其他陶瓷 3D 打印技术相比，DIW 的优势在于可挤出高固含量膏体、材料浪费少、设备结构简单、打印尺寸覆盖广（从毫米级到米级），且无需紫外或激光源。其表面分辨率通常低于 SLA/DLP/喷墨，但对于结构陶瓷、热管理、生物支架与能源器件等应用已足够。

二、DIW/Robocasting 打印系统分类

综述将陶瓷 DIW 打印机按挤出驱动方式分为三类：机械驱动、气动驱动与螺杆挤出。机械驱动通过步进电机带动螺杆或活塞直接推料，流量响应快、启停干脆、维护简单，但料筒容量受限（常见 2.5-30 mL），适合小批量研发。气动驱动以压缩空气推动活塞，压力通常在 0.07-1.2 MPa，适配剪切变稀屈服应力型浆料，但存在压力响应延迟和空压机噪声。螺杆挤出则通过旋转螺杆连续供料，料仓容量大，适合装饰、建筑陶瓷等大尺寸打印，但机械接触多、参数更复杂。

图1（对应原文 Figure 2）：陶瓷 DIW 直写从原料获取、浆料制备、挤出系统装料、校准参数、CAD 建模、切片、打印到后处理烧结的完整流程。

图2（对应原文 Figure 3a）：机械式 DIW 打印头示意，步进电机通过螺杆/活塞直接推动浆料挤出，响应快、维护简单，适合实验室研发与小批量试制。

图3（对应原文 Figure 3b）：气动式 DIW 打印头示意，以压缩空气驱动活塞，压力范围 0.07-1.2 MPa，适配剪切变稀、屈服应力型陶瓷浆料。

三、陶瓷浆料配方与流变要求

可打印陶瓷膏体通常由陶瓷粉体、溶剂、粘结剂、分散剂与增塑剂组成。粉末粒径、固含量与有机添加剂共同决定流变行为。高固含量有助于降低烧结收缩、减少裂纹与变形，但过高会导致挤出阻力增大；因此需要在“可挤出性”与“形状保持性”之间找到平衡。

理想的陶瓷 DIW 浆料应具备剪切变稀行为：高剪切下粘度降低、便于通过细小喷嘴；低剪切下粘度与屈服应力迅速恢复，使挤出线条自支撑。综述指出，生坯的密度均匀性、层间结合与缺陷分布会直接影响烧结后的致密度、残余孔隙、收缩与力学性能，因此从浆料制备、装料到打印的每一步都需严格控制气泡与杂质。

四、打印参数与后处理

打印阶段需关注喷嘴直径、挤出压力/力、打印速度、层高等参数。这些参数必须与浆料流变特性耦合调试：例如高屈服应力浆料需要更高的起始压力，而高固低粘浆料则需要更快的速度匹配以避免堆料。切片软件（如 Cura、PrusaSlicer、Simplify3D）与打印机固件（如 Marlin、Klipper）共同决定路径规划与执行精度。

生坯打印完成后，后处理是决定最终性能的关键。干燥阶段需控制温湿度梯度，防止翘曲与开裂；脱脂阶段逐步去除有机物；烧结阶段在高温炉中实现颗粒结合与致密化。烧结温度、升温速率、气氛直接影响晶粒尺寸、相组成与力学/热学/功能性能。对于科研与工业用户而言，DIW 设备不仅要“打得出来”，更要为后续标准化脱脂烧结工艺留出接口。

五、应用前景与落地建议

综述覆盖的应用包括组织工程支架、电子传感器、介电谐振器、球阀、催化载体与涡轮叶片型芯等。陶瓷 DIW 的最大价值在于以低成本硬件实现复杂几何与多材料潜力。未来发展趋势包括多材料/多喷嘴系统、在线过程监控、大尺寸打印路径优化，以及与后处理设备的集成化。对于希望进入陶瓷增材制造领域的团队，建议从材料体系明确的单相氧化物入手，先建立稳定的浆料流变窗口，再逐步扩展至多材料与功能陶瓷。