前言

3D打印作為第三次工業革命的代表性技術，是21世紀以來智能制造等領域關注的焦點，已經得到學術界和產業界的共同推動，并受到各國政府的重視與大力支持。無機非金屬材料是三大類基礎材料之一。理論上，所有的無機非金屬材料都可以通過現有的3D打印工藝實現復雜制品的成形。雖然無機非金屬材料是種類最多、產量和用量最大的基礎材料，但是，無機非金屬材料3D打印技術無論在專用裝備和專用材料開發還是應用領域拓展等方面都較聚合物材料和金屬材料滯后。這一方面是由于社會各界對無機非金屬材料的3D打印未能給予足夠重視，缺乏應用牽引；另一方面也是因為無機非金屬材料的多樣性和復雜性，且一般具有熔點高、脆性大和缺陷敏感性強等特點，導致其3D打印難度較大，需開展更深入的研究。

從材料體系分析，膠凝材料、陶瓷材料和玻璃材料仍然是現今無機非金屬材料3D打印技術應用的主要材料體系。混凝土、石膏和骨水泥等無機膠凝材料，氧化鋁陶瓷、氮化硅陶瓷以及碳化硅陶瓷等陶瓷材料以及硅酸鹽玻璃材料等，都是較早研究并逐漸應用的無機非金屬材料。另外，石墨烯材料的打印以及以碳纖維、玻璃纖維等為增強材料的復合材料等先進無機非金屬材料的3D打印也正在受到越來越多的關注。針對不同打印工藝的專用材料是目前無機非金屬材料3D打印的瓶頸，也是研究熱點。

從打印工藝看，目前已有的幾乎所有3D打印工藝都可適用于無機非金屬的成形。特別是黏結劑噴射、擠出成形等工藝在無機非金屬材料成形方面有極為廣泛的應用。但是，相關專用裝備開發滯后是無機非金屬材料3D打印發展的一個制約因素。

從應用的廣度與深度分析，無機非金屬材料3D打印已經在文創、設計、建筑、醫學以及部分高技術領域得到一定的應用。特別是在模具制造方面，砂型打印使得傳統砂型制造得到質的改變，不僅砂型復雜結構的構建得到提升，而且在環保等方面也有明顯改善。另外，3D打印技術也為以無機非金屬材料為主體的一體化器件成形、多材料打印等提供了可能。然而，目前無機非金屬材料3D打印無論在應用的廣泛性還是引領性、影響性等方面暫時還無法與聚合物材料和金屬材料相比擬。

基于以上現狀，本書從材料角度出發，介紹材料的性能、制備、成形和應用等，為行業專業人員和學生全面了解、系統學習無機非金屬材料3D打印相關知識提供參考，以推動無機非金屬材料3D打印的研究、應用與產業發展。

全書共7章，由沈曉冬擔任主編，史玉升、伍尚華、張景賢擔任副主編，負責擬定大綱和編寫主要內容，唐明亮、吳甲民負責全書內容的整理。各章節編寫分工為：第1章由沈曉冬、唐明亮編寫；第2章由史玉升、伍尚華、吳甲民、沈春英、殷小瑋、范曉孟、吳東江、馬廣義、張景賢、李伶、李艷輝、馬濤編寫；第3章由徐博編寫；第4章由沈曉冬、唐明亮、賴建中、張垠、馬素花、湯兵、鄭海、王振地、張宇編寫；第5章由錢穎鋒、彭凡、文世峰、劉軼編寫；第6章由張強強、王曉鈞編寫；第7章由沈曉冬、史玉升、伍尚華、張景賢、唐明亮、吳甲民編寫。

本書多處引用了國內外文獻，在參考文獻中都標明了出處，在此向相關作者表示感謝。同時也感謝南京工業大學、江蘇薄荷新材料科技有限公司和共享裝備股份有限公司等單位給予本書出版的大力支持。另外，由于無機非金屬材料3D打印還處于研究起步階段，部分材料研究還較少，相關文獻不多，本書也在多處首次引用了編寫團隊未發表的相關研究成果。

鑒于作者水平所限，書中難免有不妥之處，敬請各位專家、同行以及讀者批評指正。

編　者

2020年4月