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在金屬3D打印技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向工業(yè)應(yīng)用的過程中，材料始終是核心支撐。不同特性的金屬材料，通過適配的打印工藝，能滿足航空航天、醫(yī)療、汽車等不同領(lǐng)域的需求，構(gòu)成了金屬3D打印產(chǎn)業(yè)的“物質(zhì)基礎(chǔ)”。
鈦合金是金屬3D打印領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的材料之一，其兼具高強(qiáng)度與低密度的特性，比強(qiáng)度遠(yuǎn)超普通鋼材，同時(shí)還擁有優(yōu)異的耐腐蝕性和生物相容性。在航空航天領(lǐng)域，鈦合金3D打印件能大幅減輕飛行器重量，降低燃油消耗，比如發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、機(jī)身框架等關(guān)鍵部件，通過3D打印實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)一體化成形，既減少零件數(shù)量，又提升抗疲勞性能。在醫(yī)療領(lǐng)域，鈦合金3D打印的人工關(guān)節(jié)、脊柱支架等植入物，能與人體骨骼實(shí)現(xiàn)良好融合，降低排異反應(yīng)，且術(shù)后恢復(fù)周期更短。不過，鈦合金粉末的制備成本較高，對(duì)3D打印過程中的惰性氣體保護(hù)要求也更嚴(yán)格，這些因素一定程度上影響了其在低成本場(chǎng)景中的普及。
聯(lián)泰科技金屬3D打印脊椎矯正器
不銹鋼憑借性價(jià)比優(yōu)勢(shì)，成為金屬3D打印的“基礎(chǔ)款”材料。其中，316L不銹鋼因含鉬元素，耐腐蝕性和韌性顯著提升，適合制作化工設(shè)備中的管道、閥門，以及食品加工機(jī)械的零件，這些部件常接觸腐蝕性介質(zhì)或需要頻繁清洗，不銹鋼的特性恰好適配需求。馬氏體時(shí)效鋼則以高強(qiáng)度、高硬度為特點(diǎn)，3D打印后經(jīng)熱處理可進(jìn)一步提升力學(xué)性能，多用于模具制造、工具生產(chǎn)等場(chǎng)景，比如精密注塑模具的型芯、切削工具的刃口，能在保證精度的同時(shí)延長(zhǎng)使用壽命。不銹鋼粉末的流動(dòng)性好，3D打印過程中成形穩(wěn)定性高，且材料回收利用率可達(dá)90%以上，降低了生產(chǎn)損耗。
聯(lián)泰科技金屬3D打印不銹鋼樣件
鋁合金在金屬3D打印領(lǐng)域的應(yīng)用近年來快速增長(zhǎng)，其最大優(yōu)勢(shì)是輕量化——密度僅為鋼材的三分之一，同時(shí)具備良好的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性。在汽車制造中，鋁合金3D打印的底盤部件、電機(jī)外殼能實(shí)現(xiàn)車身減重，提升新能源汽車的續(xù)航里程；在電子設(shè)備領(lǐng)域，鋁合金3D打印的散熱器可通過復(fù)雜流道設(shè)計(jì)，提高散熱效率，保障芯片在高負(fù)荷下穩(wěn)定運(yùn)行。不過，鋁合金熔點(diǎn)較低且易氧化，3D打印時(shí)需要精準(zhǔn)控制激光能量密度，避免出現(xiàn)粉末飛濺或氧化夾雜，通常需在高純度惰性氣體環(huán)境下作業(yè)，以保證零件致密度。
高溫合金是應(yīng)對(duì)極端環(huán)境的“特種材料”，能在1000℃以上的高溫環(huán)境中保持穩(wěn)定的力學(xué)性能，主要成分包含鎳、鈷、鉻等元素。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室、燃?xì)廨啓C(jī)葉片等部件制造中，高溫合金3D打印件能承受高溫燃?xì)鉀_刷，同時(shí)通過復(fù)雜內(nèi)部冷卻通道設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提升耐高溫能力。這類材料的3D打印難度較高，因熔點(diǎn)高、流動(dòng)性差，需要更高功率的激光或電子束，且需嚴(yán)格控制層間溫度，防止出現(xiàn)裂紋缺陷，因此多用于對(duì)性能要求極高的高端制造領(lǐng)域。
聯(lián)泰科技金屬3D打印工藝品
貴金屬雖在金屬3D打印材料中占比不高，但在特定領(lǐng)域不可或缺。金、銀、鉑等貴金屬粉末通過3D打印，能制作出傳統(tǒng)工藝難以實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜珠寶首飾，比如鏤空花紋、多層嵌套結(jié)構(gòu)，既保留貴金屬的價(jià)值，又提升設(shè)計(jì)創(chuàng)意空間。在精密電子領(lǐng)域，貴金屬3D打印的微型導(dǎo)電結(jié)構(gòu)可用于傳感器、射頻元件，利用其優(yōu)異的導(dǎo)電性和化學(xué)穩(wěn)定性，提升器件性能。不過，貴金屬材料成本高昂，通常僅用于高附加值產(chǎn)品制造。
隨著技術(shù)發(fā)展，金屬3D打印材料正朝著復(fù)合化、功能化方向演進(jìn)，比如將陶瓷顆粒與金屬粉末混合，制備兼具金屬韌性和陶瓷耐磨性的復(fù)合材料；或通過成分調(diào)控，開發(fā)出具有形狀記憶效應(yīng)、自修復(fù)功能的智能材料。這些新型材料的出現(xiàn)，不斷拓展金屬3D打印的應(yīng)用邊界，為制造業(yè)創(chuàng)新提供更多可能。
