法国及欧洲地区在先进制造与材料科学领域长期处于全球领先地位，尤其在航空航天、核能等高端制造环节对高性能陶瓷材料有着严苛需求。近期，来自中国的大连工业大学研究团队在3D打印陶瓷技术领域取得突破性进展，成功开发出一套微波与激光协同的混合加工方法，有效解决了传统工艺中陶瓷部件内部气孔率高、力学性能不足的痛点。
传统激光3D打印陶瓷技术存在固有缺陷：激光加热仅作用于材料表面，导致熔池极浅且固化速度极快，往往在0.85秒内完成凝固。这种快速冷却过程容易将微观气泡困在材料基体中，形成气孔缺陷。这些气孔不仅是应力集中点，极易诱发裂纹，而且激光单独作用下形成的晶体结构往往呈均匀条带状排列，导致材料在机械应力下表现出明显的脆性。
为攻克这一难题，方永勇教授领导的团队创新性地引入了2.45GHz微波场，使其与激光照射同步作用于打印区域。微波具有独特的体积加热特性，能够穿透材料内部而非仅加热表面。这一改变使得熔池液态窗口时间从传统的0.85秒显著延长至1.86秒，为被困气泡的逸出提供了充足的时间窗口。
实验数据显示，该技术将陶瓷部件的总孔隙体积减少了85.5%，最终气孔率降至0.11%，残留气孔的平均直径也缩小至约38微米。更令人惊喜的是，微波场还引发了微观层面的物理化学变化：残留气孔内的气体在微波加速自由电子的作用下发生雪崩式电离，产生内部等离子体，进一步辅助清除气泡。
此外，微波场诱导了晶粒结构的根本性优化。以氧化钇稳定氧化锆（ZrO₂）陶瓷为例，该材料作为微波吸收剂在局部形成热点，促使晶体生长方向由线性排列转变为随机取向。这种无序的微观结构有效阻断了裂纹的扩展路径，显著提升了材料的结构均匀性和抗断裂能力，使其更能适应极端工业环境。