近年來，3D打印技術（shù）逐漸應用於實際產品的製造，其中，金屬材料的3D打印技術發展尤其迅速。在國防領域，歐（ōu）美發達國家（jiā）非常重視3D打印技術的發展，不惜投入巨資加以研究，而3D打（dǎ）印金屬零部件一直是研究和應（yīng）用的重點（diǎn）。 不（bú）大能（néng）打印模具、自行車，還（hái）能（néng）打（dǎ）印出gun等武器，甚至能夠打印出汽車、飛機等大型設備裝備。

 

作為一種新型製造技術，3D打印已展現出了十分廣闊的應用前景,而且在裝備設計與製造、裝備保障、航空航天等（děng）更多的領域展（zhǎn）現出了強（qiáng）勁的發展勢頭。

 

 

1 3D打印概述  

1.1 基本概（gài）述  

3D打印技術的核心思（sī）想最（zuì）早起源19世紀末（mò）的美國（guó），但是直到20世紀80年代（dài）中期才有了雛形，1986年美國人Charles  Hull發明（míng）了第一台3D打印機。我國是從1991 年開始研究3D打印技術的，2000年前後，這些工藝（yì）開始從實驗（yàn）室研究逐步（bù）向工程化、產（chǎn）品化方向發展。當時它的名字叫快速原型技（jì）術（shù）（RP），即開發樣品之前的實物模型。現在也有叫（jiào）快速成型技術，增材製造。但為便（biàn）於公眾接受，把這種新技術統（tǒng）稱為3D打印。  3D打印是快速成型技術的一種，它是一種（zhǒng）以數字（zì）模型設計為基（jī）礎，運用粉末狀金屬或樹脂等可粘合材料，通過逐層“增材”打印（yìn）的方式來構造三維物體的技術。3D打印被稱作“上個（gè）世（shì）紀的思（sī）想和技術，這個世（shì）紀（jì）的（de）市場”。而且我國在3D打印航空（kōng）航天方麵最近還取得了突（tū）破， 南極熊3D打印網（wǎng）報道的中國航天（tiān）新突破，3D打（dǎ）印部件從3kg減重到600g，減重80% 

 

 

1.2 3D打印特點

1）精度高。目前3D打印設備的精度基本都可控製在0.3mm以下。

2）周期短。3D打印無須模具的製作過程，使得模型的（de）生產時間大大縮（suō）短（duǎn），一般幾個（gè）小時甚至幾十分鍾就可以完成一個模型的打印。  

3）可實現個（gè）性化。3D打印對於打印的模型數量毫無（wú）限（xiàn）製，不管（guǎn）一個還是多個都（dōu）可以以相同的成本（běn）製作出來。  

4）材料的（de）多樣性。一個3D打印係（xì）統往往可以實現不同材料的打印，而這種材料的多樣性（xìng）可以滿足不同領域的需要。

5）成本相對較低。雖然（rán）現在3D打印係統和3D打印材料比較貴，但如果用來製作個性（xìng）化產品，其製作成本相對就比較低了。 

 

 

2 金屬3D打印技術

金屬零件3D打印技術作為整個3D打印體係中最為前沿和最有潛力的技術，是先進製造技術（shù）的重要發展方向。隨著科技發展及推廣應用的需求，利（lì）用快速成型直接製造金屬功能零（líng）件成為了快速成型主要的發展方向。目前可用於直（zhí）接（jiē）製造金（jīn）屬功（gōng）能零件的快速成型方法主要（yào）有（yǒu）：選區激光（guāng）熔化（Selective Laser Melting，SLM）、電子束選區熔化（Electron Beam Selective Melting，EBSM）、激光近淨成形（Laser Engineered Net Shaping，LENS）等。

 

2.1 激光（guāng）工程化淨（jìng）成形技（jì）術( LENS) 

LENS是一種新的快速成形技術，它由（yóu）美國Sandia國家實驗室首先提出。其特點是: 直接製造形狀結構複雜的金屬功能零件或模具； 可加工的金屬（shǔ）或合金材料範圍廣泛並能實現（xiàn）異質材（cái）料（liào）零件（jiàn）的製造； 可（kě）方便加工熔點高、難加工的材料。

 

  LENS是在激光熔覆技術的基（jī）礎上發展起來的一種金屬零件（jiàn）3D打印技術。采用中、大（dà）功率激光熔化（huà）同步（bù）供給的金屬粉末，按照預設軌跡逐層沉積在基板上，最（zuì）終形成金屬零件。1999年，LENS工藝（yì）獲得了美國工業界中“最富創造力的（de）25項技術”之一的稱號（hào）。國外研究人員研究（jiū）了（le）LENS工藝製備奧氏體不鏽鋼試（shì）件的硬度分布，結果表明隨著加工層數的增加，試件（jiàn）的維氏硬（yìng）度降低。

 

國（guó）外研究人員應用LENS工藝製備了載重植入體（tǐ）的多孔（kǒng）和功能梯度結構，采用的材料（liào）為Ni、Ti等與人體具有良好相容性的合（hé）金，製備的植入體的（de）孔隙率最（zuì）高能達到70%，使用壽命達到7-12年。  Krishna等人采用Ti-6Al-4V和Co-Cr-Mo合金製備了多孔（kǒng）生物植入體，並研究了（le）植入體的力學性能，發現孔隙率為10%時，楊氏模（mó）量達到90 GPa，當孔隙率為70%時，楊氏模量急劇降到2 GPa，這樣就可以通過改（gǎi）變孔隙率（lǜ），使植入體的力學性能與生物體適配。   Zhang等製備了（le）網狀的 Fe 基（Fe-B-Cr-C-Mn-Mo-W-Zr）金屬玻璃（MG）組件（jiàn），研究發現MG的顯微硬度達到9.52 GPa。Li通過LENS工（gōng）藝修複定向凝固高溫合金GTD-111。國內（nèi）的薛春芳等采用（yòng）LENS工藝，獲得微觀組織、顯微硬度和機械性能良好的網狀（zhuàng）的Co基高溫合金薄壁零件。費群星等采用LENS工藝成型了無變（biàn）形的Ni-Cu-Sn合金樣品。

 

 

在LENS係統中，同（tóng）軸送粉器包括送粉 器、送粉頭（tóu）和保（bǎo）護氣路3部（bù）分。送粉器包（bāo）括粉末料箱（xiāng）和粉末定量送給機構（gòu），粉末的流（liú）量由步進電機的轉速決定。為使金屬粉末在自重作用下（xià）增加流動性，將（jiāng）送粉器（qì）架設在2. 5 m的高度上。從送粉器流出的金屬粉末經粉末分割器平均分成4份並通過軟管流入（rù）粉頭，金屬粉（fěn）末從粉頭的噴嘴噴（pēn）射到激光焦點的位置完成熔化堆積過程。全部（bù）粉末路徑由保護氣體推動，保護氣體將金屬粉末與空（kōng）氣隔離，從而避（bì）免金屬粉末氧化。LENS 係統同 軸送粉器結構示意圖見圖1。 目前，快速（sù）原（yuán）型技術已經逐步（bù）趨於（yú）成熟，發達國家也將激光工程化淨（jìng）成形（xíng）技術作為研究的重點，並取得了一些實質性成果。在實際應（yīng）用中，可（kě）以利用該技術製作出功能複（fù） 合型材料，可（kě）以修複高附加值的鈦合金葉片，也可以運（yùn）用到直升機、客機、導彈的製作中。另外（wài），還能將該技術運用於生物植入領域，采用與人（rén）體具有（yǒu）相容性（xìng）的（de）Ni、Ti材質製備植入體，有效提升了空隙率，延長了植入體的使用時長。

 

 

2.2 激光選區熔化（huà）技術( SLM) 

SLM 是（shì）金屬 3D 打印領域（yù）的重要（yào）部分，其發展曆（lì）程經曆低熔點非金屬粉末燒結（jié）、低熔（róng）點包覆高熔點粉末燒結、高熔點粉末直接熔化成形等（děng）階段。由美國德克薩斯大（dà）學奧（ào）斯汀分校在 1986年最早申請專利，1988年研製成功（gōng）了第1台SLM 設備，采用精細聚焦光斑快速熔化成30 ～51 μm 的預置粉末（mò）材料，幾乎可以直接獲得任意形狀以及具有完全冶金結合的功能零件。致密度可達到近乎（hū） 100%，尺寸精度達 20 ～ 50 μm，表麵粗糙度達20 ～30 μm，是一種極（jí）具發展前景的快速成形技術。 

 

SLM成型材料多為單一組分金屬粉末，包括奧（ào）氏體不鏽鋼、鎳基合金、鈦基合金、鈷-鉻合金和貴（guì）重（chóng）金屬等（děng）。激光束快速熔化金屬粉末並（bìng）獲得連續的熔道，可以直接獲得幾乎（hū）任意形狀、具有完（wán）全冶金結（jié）合、高（gāo）精度的近乎致密金屬（shǔ）零件，是極具發展前景的金屬零件3D打印技術。其應用範圍（wéi）已經擴展到航空航天、微電子、醫療（liáo）、珠寶首飾等行業。

 

SLM工藝有多達（dá）50多個影響因素，對 成型效果具有重要影響的六大類（lèi）：材料屬性、激光與光路係統、掃（sǎo）描特征（zhēng）、成型氛圍（wéi）、成型幾何特征（zhēng）和設備因素。目前，國內外研究人員主要針對（duì）以上幾個影響因素進行工藝研究、應用研究，目的都是為了解（jiě）決成型過程中出現的缺陷，提（tí）高成型零件的質量。工藝研究方麵，SLM成型過程（chéng）中重要工藝參數有激光功率、掃描速度、鋪粉層（céng）厚、掃描間距和掃描策略等，通過（guò）組合不同的工藝參數， 使成型質量最（zuì）優。

 

 

SLM成（chéng）型過程中的主要缺 陷有球化、翹曲變形。球化是（shì）成型過程中上下兩層（céng）熔化不充分，由於表麵張（zhāng）力的作用，熔化的液滴會迅速卷（juàn）成球形，從而導致球化（huà）現象（xiàng），為了避免球化，應該適當地增大輸入 能（néng）量。翹曲變形是由於SLM成型過程中存在的熱應力超過材料的強度，發生塑性變形引起，由於殘餘應力（lì）的測量比較困難（nán），目前對 SLM工藝（yì）的翹曲變形的研究主要是采用有限元（yuán）方法進行，然後通過實（shí）驗驗證模擬結果的可靠性。  SLM 技術的基本原理是（shì）: 先在（zài）計算（suàn）機上利（lì）用Pro /e、UG、CATIA 等三維造型軟件設計出零件（jiàn）的三（sān）維實體模型，然（rán）後通過切片軟件對該三維模型進行切片分層，得到各截麵（miàn）的輪廓數據，由（yóu）輪廓數據生成填充掃描路徑，設備將按照這些填充掃描線，控（kòng）製激光束選區熔化各層的金屬粉末材料，逐步堆疊成三維金屬零件。

 

圖 2 為其成形原理（lǐ）圖： 激光束開始掃描前（qián），鋪粉（fěn）裝置先把金屬粉（fěn）末平推到成形（xíng）缸的基板（bǎn）上，激光束再按當前層的填充掃描線（xiàn），選區熔化基（jī）板上的（de）粉末，加工出當前層（céng），然後成形缸下（xià）降1 個層厚的距離，粉料缸上升一定厚度的距離，鋪粉裝置再在已加工好的當前（qián）層上鋪好金屬粉末（mò），設備調入（rù）下一層輪廓的數據進行加工，如此層（céng）層加工，直到整個零件加工完畢。整（zhěng）個（gè）加工過程（chéng）在通有惰性氣（qì）體保護的加工室中進行，以避免金屬（shǔ）在高溫下與其他氣體發生反應（yīng）。  廣泛應用（yòng）激光選區（qū）熔化技術（shù）的代表國家有德國、美國等。他們都開發出了不同的製造機型，甚（shèn）至可以根據實際情況專（zhuān）門打造零件，滿足（zú）個（gè）性化的需要。利用（yòng）EOSING M270設備成形的金屬（shǔ）零件尺寸較小，將其應用（yòng）到牙橋、牙冠的批量生產中既不會影響人們對其的使用（yòng），也不會產生不適（shì）感，且它的致密度接近100%，精細度較好。與此同時，利（lì）用（yòng） SLM 技術生產出的鈦合金零件還（hái）能夠運用到醫學植入體中，促進了醫學工（gōng）作的發展。

 

 

2.3 電子束選區熔化技術( EBSM) 

EBSM是采（cǎi）用高能電子束作為加工熱源，掃描成形可以通過操縱磁偏轉線圈進行，且電子束具有的真空環境（jìng），還可以避免（miǎn）金屬粉末在液相燒結（jié）或熔化過程中（zhōng）被氧化（huà）。鑒於電子束具有的上述優點，瑞典（diǎn） Arcam公（gōng）司、清華大（dà）學、美國麻省理工學院（yuàn）和美國 NASA 的（de）Langley 研究中心，均開發出了各（gè）自的（de）電子（zǐ）束快速製造係統 ，前兩家利用電子（zǐ）束熔化鋪在工作台麵上（shàng）的金屬粉末，與激（jī）光選區燒結技（jì）術類似；後兩家利（lì）用電子束熔化金屬絲材，電子束固定不動，金屬絲材通過送絲裝置（zhì）和工作台移（yí）動，與激光淨成形製造技術類似。 

 

EBSM技術是20世紀90年代中期發展起來的（de）一種金屬零3D打印技術，其與SLM/DMLS係統的差別主要是熱源（yuán）不同，在成型原理上基本相（xiàng）似。與以激光為能量源的金屬零件3D打印技術相比，EBSM 工藝具有能量利用率高、無反射（shè）、功率密（mì）度高、聚（jù）焦方便等許多優點。在目前3D打印技（jì）術的數十種方法中，EBSM技術因其能夠直接成型金屬零部（bù）件而受（shòu）到人們的高度關注。

 

 

國外對EBM工（gōng）藝理論（lùn）研究相對較早，瑞典的Arcam AB公司（sī）研發（fā）了商品化的EBSM設備EBM S12係列，而國內對EBSM工藝的研究相對較晚。Heinl等采用Ti6-Al4-V、Ramirez采用Cu、Murr采用Ni基和Co基高溫合金、Hernandez等人采用TiAl製備了一係列（liè）的開放（fàng）式蜂巢結構。通過改變預設置彈性模（mó）量（liàng）E，可以獲得大小不同的（de）孔隙，降低結構的密度，獲得輕量化的結構。K.N.Amato等人（rén）利用Co基高溫合金矩陣顆粒（lì）製備了柱狀碳（tàn）化物沉積（jī）結構（gòu）。

 

Ramirez等采用Cu2O製備了新型定向微結構，發現在製備過程中，柱狀（zhuàng）Cu2O沉（chén）澱在高純銅中這一現（xiàn）象。劉海濤等研究了工藝參數對電子束選區熔化工藝過程的影響，結果（guǒ）表明掃描線寬與電子束電流、加速電壓和掃描速度呈明顯的線性關係，通過調節搭接率和掃描路徑可以獲得（dé）較好的層麵質量。鎖紅波等研究了EBSM製備的（de）Ti-6Al-4V試（shì）件的硬度和拉伸強度等力（lì）學（xué）性能，結果表明成型過程中Al元素損失明顯（xiǎn），低（dī）的氧（yǎng）氣含量及Al含量有利 於塑性提高；硬度在同一層麵（miàn）內和沿熔積高 度方向沒有明顯差別，均高於退火（huǒ）軋製板的硬（yìng）度水平。 利用金屬粉末在電（diàn）子束轟擊下熔化的原理，先在鋪粉（fěn）平麵上鋪展一（yī）層粉末並壓實； 然後，電（diàn）子束在計算機的控製下按照（zhào）截（jié）麵輪（lún）廓的信（xìn）息進行有選擇的熔化/燒結，層層堆積（jī），直至整個零件全部熔化/燒（shāo）結完成。

 

 

EBSM 技術主要有送粉、 鋪粉、 熔化（huà） 等工藝步（bù）驟（zhòu），因此，在其真空室應具備鋪（pù）送粉機構、粉末回收箱及成形平台。同時，還（hái）應包括電（diàn）子（zǐ）槍係統、真空係統、電源係統和控製係統。其中，控製係統包括掃（sǎo）描控製係（xì）統、運動控製係統、電源控製係統、真空控製係統和溫度檢測係統（tǒng），如圖 3 所示。 瑞典（diǎn） Arcam 公司製造（zào）生（shēng）產的 S12 設備是電子束選區熔化（huà）技術在實際應用中（zhōng）的（de）最好實例。該公司在 2003 年就開始研究該項（xiàng）技術，並與多種領域結（jié）合探究。目前，EBSM技術在（zài）生物醫（yī）學中得到了大量應用，相關單位正積（jī）極研究它在航空航天領域中的應（yīng）用，美國在空間飛行器方麵（miàn）的研究重點是飛行器和火箭發動機的結構製造以及月球或空間站環境下的金屬（shǔ）直接（jiē）成形製造。 

 

 

3 3D打印材料突破是（shì）發展基礎 

3D打印材料（liào）是3D打印技術發（fā）展（zhǎn）的重要物質基礎，在某種程度上，材料的發展決定著3D打（dǎ）印能（néng）否有更廣泛的應用。目前，3D打印材料主要包括工程塑料、光（guāng）敏樹脂、橡膠類材料、金屬材料和陶瓷材料等（děng），除此之（zhī）外，彩色石膏（gāo）材料、人造（zào）骨粉、細胞生物（wù）原料（liào）以及（jí）砂糖等食品材料也在3D打印領域得到了應用。3D打印所用的這些（xiē）原材料都（dōu）是專門針對3D打印設備和工藝而研發的，與普通的塑料、石膏、樹脂（zhī）等有（yǒu）所區別，其（qí）形態一般（bān）有粉末（mò）狀（zhuàng）、絲狀、層片（piàn）狀、液體狀等。通常（cháng），根據打印設備（bèi）的類型（xíng）及操作條（tiáo）件的不同，所使用的（de）粉末狀（zhuàng）3D打印材（cái）料的粒徑為1～100μｍ不等，而為了（le）使（shǐ）粉末保持良好的流動性，一般要求粉末要具（jù）有高球形度。  

 

 

3D 打印材料的研發和突破是3D打印技術推（tuī）廣（guǎng）應用的基礎， 也是（shì）滿（mǎn）足打印的根本保證。 一是加強材料的研（yán）製，形成完備的（de）打印材料體（tǐ）係。 近幾年（nián），3D 打印材（cái）料發展比較（jiào）快，2013年，金屬材料打印增長了28%，2014年達到30%多， 約占 3D打印材（cái）料的12%， 金屬材料以鈦、鋁、鋼和鎳等合金為主，鈦合金、高溫合金、不鏽鋼（gāng）、模（mó）具鋼、高強鋼、合金鋼和鋁合金等均可（kě）作為（wéi）打印材料，已經廣泛應用於裝備製造（zào）和修複再製（zhì）造。  但目前還沒有（yǒu）一個（gè） 3D 打印材（cái）料體係， 現有材料還遠不能滿足 3D 打印的需求。

 

 

用於激光立體成形的材料主要是金屬惰（duò）性材料， 下一步需要嚐試其他活潑的金屬打印材料（liào）。  傳統用於粉末冶金的（de）金屬粉末尚不能完全適應3D打（dǎ）印的要求，且目前能運用於打印的金屬材料種類（lèi）少，價格偏高。國外已出現少數（shù）幾（jǐ）家專供3D打印的金屬粉末的公司，如美國（guó）Sulzer Metco、瑞（ruì）典的Sandvik等，但也隻能（néng）提供少數幾種常規（guī）金屬粉末。國內材料研發相對滯後，打印粉末太貴。因為材料研發周（zhōu）期長，研（yán）發難度（dù）較設備大（dà），企（qǐ）業出（chū）於利益的最大化不願進行材料研發。黃河旋風股份有限公司是國內為數不（bú）多的（de）從事金剛石微（wēi）粉、CBN微粉（fěn）生產的企業。高（gāo）校研究（jiū）又熱衷於（yú）3D打印裝備（bèi）及軟件配（pèi）套等，因此打印材料在很大程度上製約著金屬3D打印技術的發展及應用。 

 

4 金屬粉末 

3D打印所使用的金屬粉末一（yī）般要求純淨度高、球形度好、粒徑分布窄、氧含量（liàng）低。目前（qián），應用於3D打印的金屬粉末材料主要（yào）有鈦合金、鈷鉻合金、不鏽鋼（gāng）和鋁合金材（cái）料等，此外還（hái）有用於打印首飾用的金、銀等貴金屬粉末材料。 3D 打印金屬粉末作為金屬零件 3D 打印產（chǎn）業鏈最重要的一環，也是最大的價值所在。

 

在“2013年世界 3D 打印（yìn）技術產業大會”上，世界（jiè） 3D 打（dǎ）印行業的權威專家對3D打印金屬粉末給予明確定義，即指尺寸（cùn）小於 1mm 的（de）金屬顆（kē）粒群。 包括單一金屬粉末、合（hé）金粉末以（yǐ）及具有金屬性質的（de）某些難（nán）熔化合物粉末。目（mù）前，3D 打印金屬粉末材料包括鈷鉻合（hé）金、不鏽鋼（gāng）、工業鋼、青銅合金、鈦合金和鎳鋁合金（jīn）等。但是3D打印（yìn）金屬粉末除需具備良好的可塑性外，還必須滿足粉末粒徑細小、粒度（dù）分布較窄、球形度高、流動性好和鬆裝密度高等要求。

 

4.1 鈦合金 

鈦合金具有耐高溫、高耐腐蝕性、高強度、低（dī）密度以及生物相容性等（děng）優點，在航空（kōng）航天、化工（gōng）、核工業、運動器材及醫（yī）療（liáo）器械等領域得到了廣泛的應用。  傳統鍛造和鑄造技術製（zhì）備（bèi）的鈦合金件已被廣泛地應用在高新技術領域，一架波音747飛機用鈦量達到42.7t。但是傳統鍛造和鑄造方法生（shēng）產大型鈦合（hé）金零件，由於產（chǎn）品成（chéng）本高、工藝複雜、材料利用率低以及後續加工困難（nán）等不利因素，阻礙了其更為廣泛的應用。而金屬3D打印技（jì）術可以從根本上解決（jué）這（zhè）些問題，因此該（gāi）技術近年來成為一種直接製造鈦合金零件的新型技術。  開發新型鈦基合（hé）金是鈦合金SLM應（yīng）用研究的（de）主要方向。由於鈦以及鈦合金（jīn）的應變硬化指（zhǐ）數低（近似為0.15），抗塑性剪切變（biàn）形能力和耐磨性差，因而限製了其製件在高溫和腐蝕磨損條件下的（de）使用。

 

然而（ér）錸（Re）的熔點很高，一般用於超（chāo）高溫（wēn）和強熱震工作環（huán）境，如美國 Ultramet公（gōng）司采用金屬有機化學氣相沉積法（MOCVD）製備 Re基複合噴管已經成功應用於（yú）航空發動機燃燒室（shì），工作溫度可達2200℃。因此，Re－TI合金的製（zhì）備在航（háng）空航天、核（hé）能源和電子領域具有重大意（yì）義。Ni具有（yǒu）磁性和良好的可塑性，因此Ni－TI合金是常用的（de）一種形（xíng）狀記憶合金。合（hé）金（jīn）具有偽彈性、高彈性模量、阻尼（ní）特性、生物相容（róng）性和耐腐蝕性等性能。另外鈦合金多孔結構人（rén）造骨的研究日益增多，日本京都大學通過3D打印技術給4位頸椎間盤突出患者製作出不同的人造骨並成功移植，該人造骨即為Ni－TI合金。

 

 

4.2 不鏽鋼  

不鏽鋼具有耐化學腐（fǔ）蝕、耐（nài）高（gāo）溫和力學（xué）性能良好等特性，由於其粉（fěn）末成型性好（hǎo）、製備（bèi）工藝（yì）簡單且成本低廉，是最早應用於3D金屬打印的材料。如華中科技大學、南京航空航天大學、東北大學等院校在金屬3D 打印方（fāng）麵研究比較（jiào）深入。現研究主要集中在 降低孔隙率、增加強度以及對熔化過程的金屬（shǔ）粉末（mò）球（qiú）化機製等方麵。  李瑞迪等采用不同的工藝參數（shù），對304L不鏽鋼粉末進行了SLM成形試驗，得出304L不鏽鋼致密度經驗公式，並（bìng）總結出晶粒生（shēng）長機製（zhì）。

 

潘（pān）琰峰分析和探討了（le）316L不鏽鋼成形過程中球化產生機理和影（yǐng）響球（qiú）化的因素，認為（wéi）在激光功（gōng）率和粉末層厚一定時（shí），適當增大掃描速度可減（jiǎn）小球（qiú）化現象，在掃描速度和粉末層厚（hòu）固定時，隨著激光功率的增大，球化現象加重。Ma等通過對1Cr18Ni9Ti不鏽鋼粉末進行激光熔化，發（fā）現粉（fěn）末層厚從60μｍ 增加到150μｍ時，枝晶間距從0.5μｍ增加到1.5μｍ，最後穩定在2.0μｍ 左右，試樣的硬度依賴於（yú）熔化區域各向異性的微結構和晶粒大小。薑煒采（cǎi）用一係列的不鏽鋼粉末，分別研究（jiū）粉末特性（xìng）和（hé）工藝參數對SLM成形質量的影響，結果表明，粉末材料的特（tè）殊性能和工藝參數對SLM 成形影（yǐng）響的機理主要是在於對選擇性激光成形過程當中熔池質量的影響，工藝參數（激光功率（lǜ）、掃描速度）主要影響熔池的深度和寬度，從而決定SLM 成形件的質（zhì）量。

 

 

4.3 高溫合金 

高溫合（hé）金是指（zhǐ）以鐵、鎳、鈷（gǔ）為（wéi）基，能在（zài）600℃以（yǐ）上的高溫及一定應（yīng）力環境下長期工 作的（de）一類金屬材料（liào）。其具有較（jiào）高的高溫強度（dù）、良好的抗熱腐蝕和抗氧化性能以及良好的塑性和（hé）韌性。目前按合金基體（tǐ）種類大致可分（fèn）為鐵基、鎳基和鈷基合金3類。高溫合金主要用於高性能發動機，在現代先進的航空發動機中，高溫合金材料的使用量占發動機總質量的40％～60％。現代高性能航空發動機的（de）發展對高（gāo）溫合金的（de）使用溫度和性（xìng）能（néng）的要求越（yuè）來越高。傳統的（de）鑄錠冶金工藝冷卻速度慢，鑄錠（dìng）中某些元素和第二（èr）相偏（piān）析嚴重，熱加工性能差，組織不均勻，性（xìng）能不穩定。而3D打（dǎ）印技術在（zài）高溫合金成形（xíng）中成為解決技術瓶頸的新方法。美國航空航天局聲稱，在2014年8月22日進行的高溫點火試驗中，通過3D打印技術製造（zào）的火箭發動機噴嘴產生了創紀（jì）錄的9t推力（lì）。

 

 

4.4 鎂合金 

鎂合金作為最輕（qīng）的結（jié）構合（hé）金，由於其特殊的高強度和（hé）阻尼性能，在諸多應用領域（yù）鎂合金具有替代鋼和鋁合金的可能。例如鎂合金在汽車以及航空（kōng）器（qì）組件方麵的輕（qīng）量化（huà）應用，可降低燃料使（shǐ）用量（liàng）和廢氣（qì）排放。鎂合金具有原（yuán）位降解性並且其（qí）楊氏模量低，強度接近人骨，優異（yì）的生物（wù）相容性，在外科（kē）植入方麵比（bǐ）傳統合金更有應用（yòng）前景。

 

3D打（dǎ）印技術自20世紀90年代出現以來，從一開始（shǐ）高分子材料的打印逐漸聚（jù）焦到金屬粉末的打印，一大批新技術、新設備和新材料被開發應用。當前，信息技術創新步伐不斷推進，工（gōng）業生產正步入智能化、數字化的（de）新階段。2014年德國提出（chū）“工（gōng）業4.0”發展計劃，勢（shì）必引起工業領域顛覆性的改變與創新，而3D打印技術將是工業智能化發展的強大推力。金（jīn）屬粉末3D 打印技術目前已取得了一定成果，但材料瓶頸（jǐng）勢必影響3D打印（yìn）技術的推廣，3D打印技術對材料提出（chū）了更高的要求．現適用於工業用3D打（dǎ）印的金（jīn）屬材料種（zhǒng）類繁多（duō），但是隻有專用的粉末材料才能滿足工（gōng）業（yè）生產要求。

 

3D 打印金屬材料的發展方向主要有3個方麵：一是如何在現有使用材料的基礎（chǔ）上加強材料結構和（hé）屬性之間的關係研究，根據材料的性質進一（yī）步優化工藝參數，增加打印速度，降低孔（kǒng）隙（xì）率和（hé）氧含量，改善表麵質量；

二是研發（fā）新材料 使其適用於3D打（dǎ）印，如開發耐腐蝕、耐高溫和綜合力學性能優（yōu）異（yì）的新（xīn）材料；

三是修（xiū）訂並完善（shàn）3D打印粉體材料技術標準體係（xì），實現金（jīn）屬（shǔ）材料打（dǎ）印技術標準的製度化和常態化。 

 

狀（zhuàng）邁(上海)增材製造技（jì）術有限公司是國內3D金屬打印粉末專業的材料供應（yīng）商，公司成立於2016.8，是一家科技創新型企業，專業致力於3D金屬粉末耗材開發與工藝開發設（shè）計，為增材製造提供材料應（yīng）用技術解決方案。

草莓视频ios(上海)增材製造技術以（yǐ）金屬3D打印鎳基高溫合金粉、鈷合金粉（fěn）、鈦合（hé）金粉、模具鋼粉為核心，生（shēng）產的球形金屬合金粉粒徑超細、高純度（dù）、低（dī）含氧量、高球形（xíng）度、成分無（wú）偏析而廣泛用於航空航天、汽車（chē）電子和模具中。 

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