2017年，3D打印（增材製造）材料將根據3D打印的技術特點得到更好的針對（duì）性開發，在更細微的細節上滿足應用端更高質量和更大（dà）的最終生產零件需求。同時，可用於3D打印過程的材料範圍繼（jì）續擴大，在低、中、高端領域滿足一（yī）係列不同（tóng）的需求。

多（duō）種因素促進工程級（jí）材（cái）料的開發，包括標準機構、政府實驗室、聯盟（méng）和其他團體，以及更大的材（cái）料公司（sī）包括GKN、美鋁、贏創、巴斯夫、Solvay在這一領域發力，而設備（bèi）廠商的驅動成為另一主要因素，最典型的是惠普多射流技術，贏創（chuàng）與巴斯夫正（zhèng）在圍繞著惠普的設備開發更多工程級材料，以打開設備更廣闊的應用空間。

材料與應用緊密（mì）結合

改善增材（cái）製造材料的標準和指南
用增材製造和3D打（dǎ）印的方法製作高質（zhì）量的最終生產部件，這需要詳細定義的材料和打印零件的標準和指南，並且涵蓋設（shè）備和工（gōng）藝，對於金屬（shǔ）零件的3D打印尤其如此，金屬打印在2017年繼續成為增長最快的3D打印市場。

圖：Arconic，美國鋁業3D打印鋁（lǚ）金屬粉（fěn）末的生產廠
全球最大的輕金屬研發中心，來源：DesignNews

在2016年，免費的在線搜索Senvol數據庫生成了一套（tào）新的工業級增（zēng）材製造工具用於提供給麵向製造的工程師使（shǐ）用（yòng），Senvol數據庫包含（hán）了工業（yè）增材製造設備和表征材料的性能數據，用戶可以在上麵根據自己的需求搜（sōu）索與（yǔ）之相關（guān）的信息。其強（qiáng）大的專有算法可（kě）以幫助生產者確定哪些部分使用增材製造（AM）會比傳統工藝更加有效。這個算法分析了整個供應鏈，並考慮（lǜ）了諸如庫存、停機時間和運輸等各項因素（sù）。Senvol指數（Index)並不受設備和材料（liào）廠商的影響，是個中立的工具，用來幫助那（nà）些想要通過增材（cái）製造來進行（háng）生產的用戶降低行業進入壁壘。

舉（jǔ）個例子來說（shuō），Arcam（AP&C）鈦合金 Ti6Al4V（45 – 106微米）材料，通過Arcam Q20來加工，Senvol數據庫就可以（yǐ）查（chá）到材料性能（néng）、工藝參數、粉末特性，和熱等靜壓（HIP）的影響，這些數據來源（yuán）於航（háng）空航天行（háng）業的（de）最佳實踐。各項指標均避免了其他航空航天企業做自己的材料表征的重複工作。由（yóu）於不同的行（háng）業使用非常相似的材料，例如鈦合金（jīn）也（yě）用於醫療植入物（wù）的製造，這樣的數據集（jí）可以被航（háng）空和醫療之間共享。

Senvol的總裁Annie Wang已被選定為SAE增材製造委員會數據管理委員會副主席，這個技術委員會隸屬於SAE航空航天材料係統。Annie Wang在委員會的重點工作將是建立一個係統，以確保材（cái）料規格的控製和溯源。數據管理委員會還將與SAE的MMPDS新興（xìng）技術工作組協調關於高分子複合材料CMH-17的SAE國際複合材料手冊和新型金屬材料的數據研（yán）究工作。

關於標準化與（yǔ）數據對材料的促進作用，3D科學穀發表的ASTM增材製造國際標準與行業發展，大數據與3D打印手牽手做過深入分析。

金（jīn）屬，金屬，更多的（de）金屬

最終（zhōng）生產零件，是3D打印的未來。近期的（de）IDTechEx報告中提到2016金屬打印機銷（xiāo）售增長48%，材料銷售增長32%。該報告涵蓋了選擇性激光熔化（SLM），電子束熔煉（EBM）、送粉（fěn）、金屬+粘結劑，焊接和一些新興的技術。材料範圍廣：鋁合金、鈷合金、鎳合金（jīn）、鋼、鎳鈦合金、鈦合金、金、鉑、鈀、銀、銅（tóng）、青銅，和鎢。由於對（duì）航空航天和醫療應用的高度重視，金屬增材製造，由於航空航天行業的（de）大量使用，鈦合金占有31%的市場份額，同時，航空航天行業也大量（liàng）投（tóu）資於（yú）鈷、鎳和鋁合金.。

針對與SLM和EBM，根據（jù）Absolute Reports，預測到2021年的增長率保持在26.86%的年平均水平（píng），另外根據Absolute Reports，歐洲金屬市場的速度高於全球水平，從2011年（nián）到2016年保持了54.92%的高增長水平。

金屬粉末是金屬增材製造的一大製約因（yīn）素，根據Wholers與VDW報（bào）告，金屬增材製造市場（chǎng）份額大約隻占所有增材製造的10%左右，然而這一比例有望在2023年達（dá）到51%左右。而目前（qián）大多數領先的金屬粉末製造商都（dōu）在開發用（yòng）於增材製造的金（jīn）屬粉（fěn）末（mò），雖然粉末還是供不應求，但這一現象有望很快發生改變。

美鋁開創了推動世界發展（zhǎn）的多種材料解決方案，提供由（yóu）鈦（tài）、鎳和（hé）鋁（lǚ）製成的增值產品，並（bìng）生產世界一流的鋁土礦、氧化鋁和原鋁產品。為滿足包括航空航天製造在內（nèi）的各行（háng）業對增材（cái）製（zhì）造的需求，美鋁將其下遊服務業務以Arconic公司的名義拆分出來。在賓夕法尼亞州的（de）匹茲（zī）堡生產3D打印金屬粉末，並設有美鋁技術中心，除此之外，他們正在開發專有（yǒu）的鈦（tài）、鎳和鋁粉末優（yōu）化的3D打印航空零件。

另外一家公司，吉凱（kǎi）恩(GKN)旗下設有吉凱恩傳動係統、吉凱恩粉末冶金（jīn）、吉凱（kǎi）恩航宇和吉凱恩陸地係（xì）統四（sì）個事業（yè）部。這（zhè）四個業務部門相輔相成，為金屬粉（fěn）末（mò）的研究和應用帶來領先優勢。吉凱恩旗下（xià）的Hoeganaes有限公（gōng）司生（shēng）產的金屬粉（fěn）末製品在北美地（dì）區所占的市場份額超過了50%,Hoeganaes有限公司的產品在歐洲金屬粉末製品市場的銷售也呈快速增長（zhǎng）。吉凱恩Hoeganaes還與德國的TLS技術公司達成合作（zuò）成立合資公司（sī），為北美地區的航（háng）空航天（tiān）和（hé）醫療製造業提供可用於3D打印（yìn）的鈦金屬粉末。 TLS技術公（gōng）司（sī）為增材製（zhì）造市場提（tí）供（gòng）鈦（tài）金屬粉（fěn）末也有20多年的曆史。新公司設立（lì）在美國新澤西的Cinnaminson，並（bìng）將於2017年開業，這將加強吉凱恩在增材製造領域提供高質（zhì）量標準鈦金屬粉（fěn）末的市場地（dì）位。

在（zài）卡內基梅隆大學（xué）的領導NextManufacturing中心，通過巨大的同（tóng）步X射線輻射機，足以看到百萬分之一米的金屬內部細節。X射（shè）線掃描金屬3D打印的數據（jù）被送回匹茲堡（bǎo）來分析金屬打印結果與打印參數之間的關（guān）係。研究人員利用基於X射（shè）線顯（xiǎn）微層析同步使3D打印鈦合金零件的詳細的圖像（xiàng），以（yǐ）幫助表征材料和提高零件的內部結構。

先前的研究（jiū）發現，3D打印鈦合金構件的Ti-6Al-4V合金在EBM加工條件下拉伸性能達到或超過了大多數傳統的製造標準。但由於孔隙率過大，零件的疲勞性能始終較差。研究小組發現，大多數的孔隙率可以通過調整（zhěng）打印機的工藝參數（shù）來（lái）消除，但對孔隙率的（de）檢測（cè）方法必（bì）須足夠精確，並且包含足夠（gòu）的信息來恰當地描述它。NextManufacturing中心給出了一個最小的特征分辨率為（wéi）1.5微米。

圖：LLNL實驗室（shì）對金屬打印的研究

在（zài）勞倫斯·利（lì）弗（fú）莫爾LLNL國家實（shí）驗室的研究（jiū）人員也在尋找氣孔問題。他們發現（xiàn）激光（guāng）粉末熔化金屬工藝所產生的顆粒間（jiān）的相互作用會導致孔隙率的增加。研究小（xiǎo）組利用一（yī）個（gè）真空室，通過超高速的（de）相機，和（hé）一個（gè）定製的顯微鏡設置觀察被激光噴射並按照（zhào）激光方向熔化過程。通過計算機模擬和流體動力學，研究人員（yuán）還建立了模型，以幫助解釋粒子運動。這些數據被捕獲和用於更新仿真模型，有助（zhù）於優化加工過程，並進一步（bù）理解孔隙度的發生和探索先進的診斷和修改的過（guò）程。在3D科學（xué）穀的探（tàn）秘全球最先進的3D打（dǎ）印實驗室-LLNL國（guó）家實驗室（shì）中可以感受到LLNL以質（zhì）量研究與前沿應（yīng）用來引領3D打印（yìn）發展（zhǎn）的實（shí）力與魄力。

對於孔隙率的研究，賓夕法（fǎ）尼（ní）亞大學還引入了X射線（xiàn）斷層（céng）成像技術，詳見3D科學穀發布的X射線斷層成（chéng）像技術作（zuò）為3D打印的質量利器。

而除了最為熱門和吸引（yǐn）眼球的航空航天與（yǔ）醫療（liáo）行業用途，模具市場尤其是隨行冷卻模具的（de）打印是金屬3D打印（yìn）的另一（yī）個潛力市場，國際上最為熟知的品牌是山特（tè）維克，目前國內3D打印（yìn）領域在模具鋼材料及應用方（fāng）麵活躍的機構（gòu）包括（kuò）北（běi）京易加、無錫辛德華瑞粉末新材料科技，中國科學院重慶（qìng）綠色智能技術研究院，上海藍鑄特種合金材料（liào），東莞勁勝（shèng）精密組件（jiàn），東莞華晶粉末冶金，南（nán）京航空航（háng）天大學，華中科技大學等。