在大眾印象里,3D打印機常常和塑料模型聯系在一起。但在工業領域,3D打印機早已能處理金屬,而且技術正在快速走向成熟。金屬打印不再是實驗室的試驗,而是被應用在航空航天、醫療和能源設備制造中。
實現金屬打印的關鍵是增材制造工藝。最常見的一種叫激光選區熔化(SLM),也叫激光粉末床熔融(LPBF)。它通過激光把金屬粉末熔化,再一層一層地堆疊成型。還有電子束熔化(EBM)、激光立體成形(LENS)等不同路線,都能讓金屬零件在打印機里“長出來”。
這種方式的優勢在于,可以制造形狀復雜的零件。例如,航空發動機的燃油噴嘴內部通道非常復雜,用傳統機加工方法需要多個零件拼裝,而3D打印能一次性完成。2017年,美國通用電氣就宣布要用金屬3D打印生產數以萬計的噴嘴。醫療領域也一樣,鈦合金的髖關節和牙科植入體可以根據病人的情況定制,打印出來后幾乎不需要額外加工。

那么,3D打印機到底能打印哪些金屬?目前,常用的材料包括鈦合金、不銹鋼、鋁合金和鎳基高溫合金。鈦合金輕而強,常見于航空和醫療;不銹鋼耐腐蝕,用在模具和工業零件;鋁合金密度低,適合汽車和航天輕量化需求;鎳基合金耐高溫,是發動機和渦輪機的核心材料。近年來,科研人員還在嘗試打印鎢、鉭等難熔金屬,以及高熵合金,用來開發新一代高性能材料。
當然,這項技術也有難題。打印過程中金屬的快速熔化和凝固容易產生裂紋和氣孔,影響零件強度。不同批次的金屬粉末性能可能不一致,也會帶來風險。為了提高可靠性,廠商們正在改進激光控制、粉末質量和打印參數,并配合熱處理和后加工工藝。
在國內,像江蘇太倉的云耀深維這樣的公司,正把金屬3D打印設備推向更高精度。他們的設備能做到微米級控制,精度達到2微米,表面粗糙度小于1微米,還支持多材料打印。這類設備不僅能滿足科研對復雜結構的需求,也讓產業用戶更快把新設計落地。
根據行業報告,全球金屬3D打印設備銷量在過去幾年里保持兩位數增長。到2025年,市場規模預計會突破百億美元。隨著設備性能和材料體系逐漸完善,金屬3D打印正從原型制造走向批量生產。
所以,3D打印機能不能打印金屬產品?答案是肯定的,而且已經在發揮作用。從航空發動機到個性化醫療,從汽車零件到能源裝備,金屬3D打印正成為制造業的重要工具。
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金屬3D打印:3D打印機能否打印金屬產品
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