目前，金屬3D打印技術(shù)主要有“粉床選區(qū)熔化”技術(shù)和送粉/送絲“熔化沉積”技術(shù)兩類。其中，“粉床選區(qū)熔化”技術(shù)適合小型、復(fù)雜構(gòu)件的制造，而“熔化沉積”技術(shù)則適合重大裝備大型關(guān)鍵承力構(gòu)件的制造，不過(guò)其技術(shù)難度更大。

為了使3D打印成品達(dá)到更好的效果，加快與3D打印技術(shù)配套的材料研制、升級(jí)十分關(guān)鍵。深入研究熔化沉積打印過(guò)程中的熔池冶金、凝固、熱物理、固態(tài)相變等超常材料制備與成形基礎(chǔ)問(wèn)題，對(duì)于3D打印技術(shù)的推廣應(yīng)用意義重大。

一般來(lái)看，國(guó)內(nèi)外金屬3D打印機(jī)采用的金屬粉末有：工具鋼、不銹鋼、馬氏體鋼、純鈦及鈦合金、鋁合金、鎳基合金、銅基合金、鈷鉻合金等。下面，就讓我們一起來(lái)了解下幾類細(xì)分材料。

鈦

鈦這種金屬堅(jiān)固、輕巧耐熱和耐化學(xué)腐蝕。一般來(lái)講，鈦在加工方面很具挑戰(zhàn)性，導(dǎo)致其成本高昂。常見(jiàn)的3D打印鈦是Titanium 64（Ti-6Al-4V），可用于強(qiáng)度、重量比非常高的零件加工，例如航天航空領(lǐng)域的應(yīng)用。

鎳

鎳在手機(jī)電池以及設(shè)備的電子功能方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。它是手機(jī)電子電路元件——電容的主要成分。據(jù)悉，新一代的電容器拋棄了昂貴的舊式技術(shù)，不再使用金、鈀等貴金屬，而使用了多層超細(xì)鎳粉，這就降低了部件的構(gòu)造成本。鎳的形狀記憶性、電化學(xué)特性和磁學(xué)特性，能直接促進(jìn)科技發(fā)展。在創(chuàng)新應(yīng)用中，鎳合金的特質(zhì)也使它能兼容其他元素和材料。

不銹鋼

不銹鋼的特點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度高，耐腐蝕性強(qiáng)。從早期工業(yè)制造到3D打印技術(shù)的應(yīng)用，該金屬材料廣泛用于各行各業(yè)的生產(chǎn)中。3D打印不銹鋼的材料主要包括可熱處理的17-4 PH不銹鋼和極耐腐蝕的316L不銹鋼。其中，工具鋼用于各種制造工具。切割、沖壓、模制或成型生產(chǎn)線上的任何物品，都可能由工具鋼制成。

鈦合金

目前應(yīng)用于市場(chǎng)的純鈦，又稱商業(yè)純鈦，分為1級(jí)和2級(jí)粉體。2級(jí)強(qiáng)于1級(jí)，對(duì)于大多數(shù)的應(yīng)用同樣具有耐腐蝕性。目前，應(yīng)用于金屬3D打印的鈦合金主要是鈦合金5級(jí)和鈦合金23級(jí)?；谄鋬?yōu)異的強(qiáng)度和韌性，結(jié)合低比重、耐腐蝕、生物相容性，所以在航空航天和汽車制造中具有廣闊的應(yīng)用空間。

鋁合金

目前，應(yīng)用于金屬3D打印的鋁合金主要有鋁硅AlSi12、AlSi10Mg兩種。鋁硅12是具有良好的熱性能的輕質(zhì)增材制造金屬粉末，可應(yīng)用于薄壁零件之中。例如，換熱器或其他汽車零部件，此外還可應(yīng)用于航空工業(yè)級(jí)的原型及零部件制造。

貴金屬

可3D打印的貴金屬包括銀、金和鉑。這些材料通常比較柔軟、光澤度高、化學(xué)活潑性低。很多情況下，它們的傳導(dǎo)能力也非常好。除了Concept Laser，Cooksongold也是為數(shù)不多提供金（黃色、白色、粉紅色）、鉑3D打印的公司。這些材料主要用于珠寶和工藝品。

難熔金屬

難熔金屬種類比較少，包括鎢、錸、鈮、鉬、鉭，它們以較高的耐熱性能而出名，熔點(diǎn)一般都超過(guò)2000℃，化學(xué)反應(yīng)不活潑、密度大、硬度高。其中，鉭有高耐腐蝕性、傳導(dǎo)能力非常好，這在電子行業(yè)應(yīng)用前景廣闊。根據(jù)洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研究，這種材料60%用于真空爐零件和電解電容器。理論上，鉭可以提高核微粒的放射性。

結(jié)語(yǔ)：

金屬3D打印材料的應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)廣泛?？傮w來(lái)看，航空航天、汽車制造、注塑模具、食品加工、醫(yī)療衛(wèi)生、電力工、輕金屬合金鑄造裝等領(lǐng)域都包含其中。當(dāng)然，3D打印金屬材料的分類并不局限于這些，其他的打印材料還包括了巖石、水泥、紙張等。隨著3D打印材料、工藝、裝備的持續(xù)發(fā)展，3D打印技術(shù)將更有力地支撐我國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)穩(wěn)步邁進(jìn)。