氮化硅除了具有耐高温、耐腐蚀、耐磨性、高抗弯强度、高冷热冲击等性能外。还具有优异的电绝缘和透波等性能，可在复杂环境中使用，并能够保持可靠性与使用寿命。适用于多孔氮化硅陶瓷透波功能件的制备和性能研究，升华三维利用PEP技术为氮化硅陶瓷轻量一体化壳体成型提供了一种更经济的增材制造方案。不仅能够提高生产效率，降低成本，还能够实现复杂形状的设计，以满足现代通信系统对透波功能件的严苛要求。

模型评估

基于PEP工艺挤出打印的特点，可设计出具有结构中空和镂空的形状。同时还优化了模型壁体的倾斜角度，可最大限度地免除额外支撑，可有效避免支撑结构对内壁多孔结构的影响，并节省掉了后续的加工步骤。再通过PEP系统配套的UPRISE 3D软件进行打印模拟，以确保打印过程的高效成型。

材料配置

升华三维氮化硅3D打印主要采用基于蜡基体系的氮化硅颗粒喂料（UPGM-Si3N4），其粒径为2-4mm的不均匀颗粒，打印材料固含量约为40vol.%。材料开发工艺简单，配料安全环保。用其制备的氮化硅壳体结构具有优异的透波、承载、防热和抗冲击等性能。在国防、航空航天、气象等领域都具有应用优势。

▲UPGM-Si3N4 3D打印材料

3D打印

氮化硅壳体结构采用大尺寸独立双喷嘴3D打印机UPS-556打印成型，最大可实现500×500×600mm的大尺寸制备，成型后的生坯密度可达2.0g/cm3。最终生坯的整体尺寸在烧结后会存在一定收缩，但可通过软件设置放大系数进行尺寸补偿。UPS-556可在常规办公环境下使用，无需气氛，且稳定性高，可实现长时间打印，支持氮化硅陶瓷复杂结构产品的大尺寸 、一体化成型。

▲氮化硅壳体结构打印参数

▲氮化硅壳体结构样品生坯（来源：升华三维）

产品烧结

PEP工艺结合了3D打印技术和常压烧结工艺，可以实现氮化硅陶瓷壳体轻量一体化的快速制造。烧结后可获得近净尺寸且性能一致性好的氮化硅产品。3D打印可以直接打印出所需的壳体形状，而成熟的烧结工艺则确保了产品的高性能。且可靠性高，制备周期短，成本更低，可为氮化硅陶瓷增材制造提供完整的解决方案。

▲氮化硅壳体结构烧结样品（来源：升华三维）

PEP工艺利用3D打印与烧结工艺的优势结合，为氮化硅壳体结构的制造提供了一种高效、便捷的新方法。升华三维一直致力于先进陶瓷增材制造的推广及应用。目前已具备氮化硅陶瓷构件开发与生产能力，能实现大尺寸复杂结构近净尺寸成型。通过不断地创新融合，PEP工艺有望在高性能氮化硅等先进陶瓷制造领域展现出巨大潜力和广阔应用前景。