金屬3D打印材料的（de）應用領域相當廣泛，例如，石化（huà）工程應用、航空航天、汽車製造、注塑模具、輕金屬合金鑄造（zào）、食品加工、醫療（liáo）、造紙、電力工（gōng）業、珠寶、時（shí）裝等。 目前，金屬3D打（dǎ）印技術主要有選擇性（xìng）激光燒結（SLS）、電（diàn）子束熔融（EBM）、選擇性激光熔化（SLM）和激光近淨成形（LENS），其中選（xuǎn）擇性激光（guāng）熔化為研究的熱點，其使用高（gāo）能激光源，可（kě）以（yǐ）熔（róng）融多種金屬粉末。 國內（nèi）外金屬3D打印機采（cǎi）用的金屬粉末一般有：工（gōng）具鋼、馬氏體鋼、不鏽鋼、純（chún）鈦及鈦合金、鋁（lǚ）合金、鎳基合金（jīn）、銅基合金、鈷鉻合金等。常用的（de）粉體為鈦粉、鋁（lǚ）合金粉和不鏽鋼粉（fěn）。 工具鋼（gāng）和馬氏體鋼 工具鋼的適用性來源於其（qí）優異的硬度、耐磨性和抗形（xíng）變能力，以及在高溫下保持切削刃的能力。模具H13熱（rè）作工具鋼就是其中一種，能夠承受不確定時間的工藝條件；馬氏體鋼，以馬氏體300為例，又稱“馬氏體（tǐ）時效”鋼，在時效過程中的高強（qiáng）度、韌性和尺寸穩定性都是（shì）眾（zhòng）所周知的（de）。 他們與其他鋼不同，因為他們是不含碳的（de），屬於金屬間化合物（wù），通過豐富的鎳、鈷和鉬的冶金反應硬化。由於高硬度和耐磨性，馬氏體300才適用於許多模具的應用，例如，注塑模具、輕金屬合金鑄造、衝壓和擠壓等，同時，其也廣泛應用（yòng）於航空航天、高強度機身部件和賽車零部件。 不鏽鋼與碳鋼不同，目前的鉻含量不（bú）同，10.5%鉻含量最低的鋼合金，不鏽鋼不容易生（shēng）鏽腐蝕。目前，應用於金屬（shǔ）3D打印的不鏽（xiù）鋼主要有（yǒu）三種： 奧氏體不鏽鋼316L、 馬氏體不鏽鋼15-5PH、 馬氏體不鏽鋼17-4PH。 奧氏體不（bú）鏽鋼316L，具有高強度和耐腐蝕性，可在很寬的溫度範圍下降到低溫，可應用於航空航（háng）天、石化等多種工程應用，也可以用於食品加工和（hé）醫療等領域。 馬氏體不（bú）鏽鋼15-5PH，又稱馬氏體時效（沉（chén）澱硬化）不鏽鋼，具有很高的強度、良好的韌性、耐腐（fǔ）蝕性，而且可以進一步的硬化（huà），是無（wú）鐵素體。目前，廣泛應（yīng）用於航空航天、石化、化（huà）工、食品加工、造紙（zhǐ）和金屬加工業。馬氏體不鏽鋼17-4PH，在高達315℃下仍具有高強度高韌性，而且耐腐蝕性超（chāo）強，隨著激光加工狀態可以帶來極佳的延展（zhǎn）性。 鈦合金 鈦合（hé）金具有耐高（gāo）溫、高耐腐蝕性、高（gāo）強度、低密度以及生物相容性等優點，在航空航天、化工、核工業、運（yùn）動器材及醫療器（qì）械等領域（yù）得到了廣（guǎng）泛的應用。 傳統鍛造（zào）和（hé）鑄造技術製備的鈦合金件已被廣泛地應用在高（gāo）新技術領域，如（rú）美國F14、F15、F117、B2和F22軍機的用（yòng）鈦比例（lì）分別為：24%、27%、25%、26%和42%，一架波音747飛機用鈦量達到42.7t。但是（shì）傳統鍛造和鑄造方法生產大型鈦合金零件，由於產品成本高、工藝複雜、材料（liào）利用率低以及後續（xù）加工困難等不利因素，阻礙了其更為廣泛的應用。而金屬3D打印（yìn）技術可以從（cóng）根本上解決這些問題，因此（cǐ）該技術近年來成為一種直接（jiē）製造鈦合金零件的新型技術。 TiAl6V4（TC4）是最早使用（yòng）於SLM工業生產的一種合（hé）金。但是3D打（dǎ）印鈦零件由於鈦（tài）本身的抗（kàng）塑性剪切變形能力和（hé）耐磨性差，限製了其在高溫和腐蝕耐磨條件下的使用。因此錸（lái）（Re）和鎳（Ni）被引入鈦合金中，3D打印的Re基複合噴灌已經成功應用於航空（kōng）發動機燃燒（shāo）室，工作溫度可達2200℃。 鋁合金 鋁合金具有優良的物理、化（huà）學和力學性（xìng）能，在許多領域獲（huò）得了廣泛的（de）應用，但是鋁合金自身的特性（如易氧化、高反射性和導熱性等）增加（jiā）了選擇性激光熔化製造的難度。 目前，SLM成形鋁（lǚ）合金中存在氧化、殘餘（yú）應力、空隙缺陷及（jí）致密度等問題，這些問題主要通過嚴格的保護氣氛（fēn），增加激光功率，降（jiàng）低掃麵速度等改善。目前，SLM成（chéng）形鋁合金材料主（zhǔ）要集中在Al-Si-Mg係合金，主要有鋁矽AlSi12和AlSi10Mg兩種。 鋁矽12，是具有良好的熱性能的（de）輕質增（zēng）材（cái）製造金屬粉末，可應用於薄壁零件，如換熱器或其他汽車零部件，還可應用於航空航天及（jí）航空工業級的原型及（jí）生產零部（bù）件；矽/鎂組合使鋁合金更具強度和硬度，使其適用於薄壁以及複雜的幾何形狀的零件，尤（yóu）其是在具有良好的熱性能和低重（chóng）量場合中。 高溫合金 高溫合金是指以（yǐ）鐵、鎳、鈷為基，能在600℃以上的高溫及一定應力環境（jìng）下長期工作的一類金屬材料，其具有較高的高溫強度、良好（hǎo）的抗熱腐蝕性和（hé）抗氧化性（xìng）能以及良好的（de）塑性和韌性（xìng）。 鐵基合（hé）金粉（fěn）末 目前按合金基體種類（lèi）大致可分為鐵基、鎳基和鈷基合金三大類。高溫合（hé）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發（fā）展對高溫合（hé）金的使用溫度和性能的（de）要求越來越高。傳統的鑄錠冶（yě）金工藝冷卻速度慢，鑄錠中（zhōng）某些元素和第二相偏析嚴重，熱（rè）加工性能差，組織不均勻，性能不穩定。 而（ér）3D打印技術在高溫（wēn）合金成形中成為解決技（jì）術瓶頸的新方法。美國航空航（háng）天局聲稱，在2014年8月22日進行的高溫點火試驗（yàn）中，通過3D打印技術製造的火箭發動機噴嘴產生了創紀錄的9噸推力。 Inconel 718是基於（yú）鐵鎳硬化的超（chāo）合金，具有良好的耐腐蝕性及（jí）耐熱、拉（lā）伸（shēn）、疲勞、蠕變性，適用（yòng）於各種高端（duān）應用，例如，飛機（jī）渦輪（lún）發動機和陸（lù）基渦輪機等。Inconel 718合金是鎳基高溫合金中應用最（zuì）早的一種，也是目前航空發動機（jī）使用（yòng）量最多（duō）的（de）一種合金。 鈷鉻合金具有高強度、耐腐（fǔ）蝕性強、良好的生物相（xiàng）容性以及無磁（cí）性的性能，主要應用於外科植入（rù）物包括合（hé）金人工關節、膝關節和髖關節，同時還（hái）可用於發動機部件以及時裝、珠寶行業等。 鎂合金 鎂合金作為最輕的（de）結構合金（jīn），由於其特殊的高強度和阻尼性能，在諸多應用領域具有替（tì）代鋼和鋁合（hé）金的可能。例如鎂合（hé）金在汽車以及航空器組件方麵的輕量化（huà）應用，可降低燃料使用量和（hé）廢氣排放。 鎂合金具有原位降解性，並且其楊氏模（mó）量低，強度接近人骨，有（yǒu）優異的生物相容性，在外（wài）科植入方麵比傳統合金更有應用前景。 銅基合金 應用於市（shì）場的銅基合金，俗稱青銅，具有良好的導（dǎo）熱性（xìng）和導電性，可以結（jié）合設（shè）計（jì）自由度，產（chǎn）生複雜的內部結構和冷卻通（tōng）道，適合冷卻更有效的（de）工具插（chā）入模具，如半導體器件，也可用於微（wēi）型換熱器，具有壁薄、形狀複雜的特征。 小結 現在適用於工業用3D打印的金屬材料種類繁多，但是大部分隻（zhī）有專用的粉末材（cái）料（liào）才能滿足3D找（zhǎo）印的工業生產要求。簡（jiǎn）單概括，3D 打印金屬粉末除需具備良好（hǎo）的可塑性外，還必須滿足粉（fěn）末粒徑細小、粒度分布較窄、球（qiú）形（xíng）度高、流動性好和鬆裝（zhuāng）密度高等要求。 相比（bǐ）國（guó）外，國（guó）內金屬3D打印材料大部（bù）分依賴進口，價格昂貴（guì），這也促使國內（nèi）致力於3D打（dǎ）印金屬材料的企業和機構自主（zhǔ）研（yán）發金屬3D打印材料。 最具代表性的可提供金屬材料及服務的企業有（yǒu）西安鉑（bó）力特（tè）、中航邁特、無錫銀邦、上海材料研究（jiū）所、上海（hǎi）康速金屬（shǔ）材料（liào）、鑫烯（xī）三維（wéi）科技等企業；支持金屬3D打印的設備公司有，中航（háng）天地、武漢濱湖、廣東（dōng）信達雅、永年激（jī）光、南京煜宸、中山漢邦、鑫精合、華曙高科、多能正光、北京隆源、易加三維、恒通智能、吳江中瑞、北（běi）方恒利等企業。