中国科研团队开发出一种无需支撑结构的陶瓷3T打印新方法，能够直接在三维空间中成型复杂形状。这项突破性进展消除了传统陶瓷增材制造长期存在的技术限制，标志着该领域的重要进步。

陶瓷作为高强度、耐磨损材料，因其在高温下保持强度及抗磨损特性，被广泛应用于电子、机械工程、航空航天等高性能领域。然而，其固有的脆性与刚性使得标准成型方法难以制造复杂形状，且在制造过程中易发生断裂。传统陶瓷3D打印必须使用支撑结构来固定悬垂或倾斜特征直至材料硬化，后续去除支撑不仅增加时间与成本，还可能损坏部件。

空中3D打印重塑陶瓷制造范式
这项突破来自中国江南大学刘仁教授团队，相关成果已发表于权威期刊《自然·通讯》。该方法通过特殊配方打印浆料与即时固化工艺的结合，使无支撑结构能够自主维持形态。其核心技术在于一种光敏陶瓷浆料——这种浆料不同于普通陶瓷黏土，含有对近红外光即时响应的颗粒。当陶瓷混合物从打印喷嘴挤出时，受控近红外光源立即触发固化反应，使新沉积的细丝瞬间获得机械强度，从而在空中实现自支撑。

关键技术参数在于打印细丝直径控制在0.41至3.5毫米范围内。在此范围内，材料固化速度足以让悬臂梁、扭力弹簧等结构以水平或陡峭角度打印而不会下垂或塌陷。这与传统陶瓷打印形成鲜明对比——后者在固化前常因缺乏支撑而发生翘曲或断裂。

近红外固化工艺相比常用于光聚合物3D打印的紫外线具有更深的穿透力。测试表明，近红外光在更短曝光时间内能实现远高于紫外线的固化深度，意味着部件在沉积过程中即可快速可靠地获得强度。这种快速固化过程是实现空中打印的关键。

材料灵活性与工艺优势
该方法的另一重要特性是材料灵活性。通过添加氧化铁（铁红）、铬绿或氧化钇稳定氧化锆等不同陶瓷添加剂，研究人员可调整打印浆料成分。这些添加剂有助于统一不同热行为陶瓷的烧结温度，拓展了该技术可实现的陶瓷材料组合与应用范围。

摆脱支撑需求带来多重优势：减少材料消耗、缩短打印时间，并省去支撑拆除、打磨等后处理工序。传统方法中，去除支撑可能损坏精细特征或留下削弱部件强度的痕迹；而无支撑打印可直接获得更接近最终形态的部件。采用该新技术打印的陶瓷部件仍可进行典型烧结处理，早期演示案例中的扭力弹簧与复杂曲面梁结构在打印及后续热处理过程中均保持稳定。

工业应用前景
从实际应用角度看，这项进展为需要陶瓷强度与耐热性的工业工程领域开辟了新可能，例如涡轮部件、航空航天结构与先进电子外壳等复杂几何形状的制造。通过消除支撑结构限制，设计师能够探索以往因制造困难或成本过高而无法实现的形态与内部特征，为高性能陶瓷组件设计带来革命性变化。