近幾（jǐ）年隨著（zhe）3D打印技術的（de）快（kuài）速發展，它在航空航天、汽車、生物醫藥和（hé）建築領域的應用範（fàn）圍逐步拓寬，其方便快捷、材料利用率高等優勢不斷（duàn）顯現。

 

目前，金（jīn）屬3D打印技術主要有選擇（zé）性激光燒結（SLS）、電子束熔融（róng）（EBM）、選擇性激光熔（róng）化（SLM）和激光近淨成（chéng）形（LENS），其中選擇性激光熔化為研究的熱點，其使用（yòng）高能激光源，可以熔融多種金屬粉末。國內外金屬（shǔ）3D打印機采用的金屬粉末一般有：工具鋼、馬氏體鋼、不（bú）鏽鋼、純鈦及鈦合金、鋁（lǚ）合金、鎳（niè）基合金、銅基合金、鈷鉻（gè）合金等。常用（yòng）的粉體（tǐ）為鈦粉、鋁合金粉和不鏽鋼粉。

 

 

 

 

工具鋼和馬氏體剛

 

幹貨：3D打印（yìn）用金屬材料匯總

 

工具鋼（gāng）的適用性來源於其優異的硬度、耐磨性和抗形變能力，以（yǐ）及在高溫下保持切削刃的能力。模具H13熱作工具鋼就是其中一種，能夠承受不確定（dìng）時間的工藝條件；馬氏體鋼，以馬氏體300為例（lì），又稱“馬氏體時（shí）效（xiào）”鋼，在時效過程中的（de）高強度、韌性和尺寸穩定性都是眾所周知的。他們與其他鋼不同，因為他們是（shì）不含碳的，屬（shǔ）於金屬間化合（hé）物，通過豐富的鎳、鈷和鉬的冶金反應硬化。由（yóu）於高硬度和耐磨性，馬（mǎ）氏體300才適用於許多模具（jù）的應用，例如（rú），注塑模具、輕金屬合金鑄造、衝壓和擠壓等，同時，其也廣泛應用於航空航天、高強度機身部件和賽車零部件。

 

不鏽鋼

 

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不鏽鋼（gāng）具有耐化學腐蝕、耐高溫和力學性能良好等特性，由於其粉末成型性好、製備工藝簡單且成本低廉（lián），是最（zuì）早應用於3D金屬打印的材料。

 

目前，應用（yòng）於金屬3D打印的不（bú）鏽鋼主要有三（sān）種：奧氏體不鏽（xiù）鋼316L、馬氏體不鏽鋼15-5PH、馬氏體不鏽鋼（gāng）17-4PH。

 

奧氏體不鏽鋼316L，具有高強度和耐腐蝕性，可在很寬的溫（wēn）度範圍下降（jiàng）到低溫，可應用於航空航天、石化等（děng）多種工程應用，也可以（yǐ）用於食品加（jiā）工和醫療等領域。

 

馬氏體不鏽鋼15-5PH，又稱馬氏體時效（沉澱硬化）不鏽鋼，具有很高的強度（dù）、良好的韌（rèn）性、耐腐（fǔ）蝕性，而且可以進一步的硬化，是無鐵素體。目前，廣泛應用於航空航天、石化、化（huà）工、食品加工、造紙和金屬加工業。

 

馬氏（shì）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（shí）性超強，隨（suí）著激光（guāng）加工狀態可以帶來極佳的延展性。目前華中科技大學、南（nán）京航空航（háng）天大學、中北大學等院校在金屬3D打印方麵（miàn）研究比較深入；現在的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粉末球化機（jī）製等方麵。

 

鈦（tài）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優點，在航空航天、化工、核工業、運動器材及醫療器械等領（lǐng）域得到了廣泛的應用（yòng）。

 

傳統鍛造和鑄造技術製備的鈦（tài）合金件已被廣泛地應用在高新技術領域，如美國（guó）F14、F15、F117、B2和F22軍機的用鈦比例分別（bié）為：24%、27%、25%、26%和42%，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（fǎ）生產大型鈦合金零件，由於產品（pǐn）成本高、工藝複雜、材料利（lì）用率（lǜ）低以及後續加工困難等不利因素，阻礙了其更為廣泛的（de）應用。而金屬3D打印技術可（kě）以從（cóng）根本上解決這些問題，因（yīn）此該技術近年來成為一種直接（jiē）製造鈦合金零件（jiàn）的新型技術。

 

高溫合金

 

高溫合金是指以鐵、鎳、鈷為基，能在600℃以上的高（gāo）溫及一定應力環境下長期工作的一類金屬材料，其具有較高的高溫強度、良好的抗熱腐蝕性（xìng）和抗氧化性能（néng）以及良好的塑性和（hé）韌（rèn）性。目前按合金基（jī）體種類大致可分為鐵基、鎳基和鈷基合金（jīn）3類。高溫合金主要用於高性（xìng）能發動（dòng）機，在現代（dài）先進的（de）航空發動（dòng）機中（zhōng），高溫合金材料的使（shǐ）用量占發動機總質量的40%～60%。現代高性能航空發動機的（de）發展對高溫合金的使用溫度和性能的要求越來越高。傳統的鑄錠（dìng）冶金工藝冷卻速度（dù）慢，鑄錠中某些元素和第二相偏（piān）析嚴重，熱加工性能差，組織不均勻，性能不穩定。而3D打（dǎ）印技術在高溫合金成形中成為解決技術瓶頸的新方法。美國（guó）航空航天局聲稱（chēng），在2014年8月22日進行的高溫點火試驗中，通過3D打印技術製造的火箭發動機噴（pēn）嘴產生了創紀錄的9t推力。

 

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LEAP噴氣發動機采用3D打印的部件

 

Inconel 718是基於鐵鎳硬化的超合金，具有良好（hǎo）的耐腐（fǔ）蝕性及耐熱、拉伸（shēn）、疲勞、蠕變性，適用於各種高（gāo）端應用，例如，飛機渦輪發動機和陸基渦輪機（jī）等。Inconel 718合金是鎳基高溫合金中應用最早的一種，也是目前航空發動機使用量最（zuì）多的一種合（hé）金。

 

鈷鉻合金具有高（gāo）強度、耐腐蝕性強、良好的生物相容性以及無磁性的性能（néng），主要應用於外科植入物包括合（hé）金人（rén）工關節、膝關節和髖關節，同時其還（hái）可用於發動機部（bù）件（jiàn）以及時裝、珠寶行業等。

 

鎂合金

鎂合金作為最輕（qīng）的結構合金（jīn），由於其特殊（shū）的高強度和（hé）阻尼性能，在諸多應用領域鎂合（hé）金具（jù）有替代鋼和鋁合金的可能（néng）。例如鎂合金在汽車以及航空器組件方麵的輕量（liàng）化（huà）應用，可降低燃料使用（yòng）量和廢氣排放。鎂合金具有原位降（jiàng）解性並且其楊氏模量（liàng）低，強度接近（jìn）人骨，優異的生物相容性，在外科植入方麵比傳統合金更有應（yīng）用前景。

 

結語

 

3D打印技術自20世紀90年代出現以來，從一開始高分子材料的打印逐漸聚焦到金屬粉末的打印，一大批新技術、新設備和新（xīn）材料被開發應用。金屬粉末的（de）3D打印技術目前已取（qǔ）得了一定成果，但材料瓶頸勢必影響（xiǎng）3D打印技術（shù）的推廣，3D打印技術（shù）對材料提（tí）出了更高的要求。現在適用於工業（yè）用3D打（dǎ）印的金屬材（cái）料（liào）種類繁多（duō），但是隻有專用（yòng）的（de）粉末材料（liào）才能滿足工業生產要（yào）求。因此，金屬粉末的3D打印技術的發展依舊任重而道遠。

 

快猫视频APP下载安装(上海)增材製造技術有限公司是國內（nèi）3D金屬打印粉末專業的材料供應商，公司成立於2016.8，是（shì）一家科技創新（xīn）型企業，專業致力於3D金屬粉末耗材開（kāi）發（fā）與工藝開發設計，為增材製（zhì）造提供材料（liào）應用技術解（jiě）決方案（àn）。

 

快猫视频APP下载安装(上海)增（zēng）材製造技術以金屬3D打印鎳基高溫（wēn）合金粉、鈷合金粉、鈦合金粉、模具鋼粉為核心，生產的球形（xíng）金屬合金粉（fěn）粒徑超細、高純度（dù）、低含氧量（liàng）、高（gāo）球（qiú）形度、成分無偏析而廣泛用（yòng）於航空航天、汽車電子和（hé）模具中。

 

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