高性能3D打印金属粉末TOP5：铝/镁/不锈钢/高温/钛合金
本文介绍金属3D打印五大主流金属粉末：铝合金、镁合金、不锈钢、高温合金、钛合金。
什么是3D打印技术？
3D打印属快速成型技术，基于数字模型文件，用可粘结材料（塑料/金属粉末等）逐层堆积构建三维实体。
3D打印技术应用领域
数字技术材料打印机用于模具制造、工业设计等建模。随技术成熟，渐用于直接制造产品/部件。已渗透鞋类、工业设计、珠宝、医疗、汽车、航空航天、教育、建筑、土木工程等众多领域。
金属3D打印概况
近年金属3D打印被视为未来制造业主攻方向，发展速度远超非金属打印。作为材料基础，金属粉末材料是技术突破关键。当前研究聚焦五大类：钛合金、铝合金、镁合金、高温合金、不锈钢。
1. 钛合金
高强、高热强、耐蚀、低温性能好、化学活性高，广泛用于体育器材、化工、核工业、医疗、航空航天。多国已重视其战略地位。航空航天新型关键结构材料，主造发动机压气机部件，继而用于火箭、导弹、高速飞机结构件。传统锻造铸造钛合金件已广泛用于高技术领域。但切削加工变形系数小、切削温度高、刀具易磨损、单位切削力大，加之耐磨性差、工艺性能差，加工极难、工艺复杂、热加工极易吸氢氧氮碳杂质。传统法成本高、材料利用率低、加工难、工艺繁，阻碍广泛应用。金属3D打印技术破解上述难题，成为近年直接制造钛合金件的新技术。
2. 铝合金
比强度高、轻量化、流动性好、充模能力强、耐蚀、熔点低、铸造性能好、塑性加工性好，广泛用于航天、船舶、化工、金属包装、建筑、机电、日用等。但选区激光熔化（SLM）中，铝合金自身特性增加制造难度：氧化、残余应力、气孔缺陷、密度问题尚存。
3. 镁合金
低密度、散热好、高强度、大弹性模量、减震好、冲击载荷能力超铝合金、耐有机碱腐蚀。主用于航空、航天、交通、化工、火箭等。在许多领域有潜力替代钢/铝合金。SLM成型镁合金硬度强度优于铸造态。
4. 不锈钢
耐蚀好，高温下仍保优异力学性能。粉末成形性好、制备工艺简单、成本低，故在3D打印领域广泛应用。当前SLM不锈钢研究聚焦提强降孔。
5. 高温合金
以铁/镍/钴为基，可在600℃以上高温长期承受应力工作。高温强度优、抗氧化热腐蚀好、疲劳断裂韧性佳。主用航天、能源等。加工表面完整性对性能至关重要，但属典型难加工材料：加工表面质量低、刀具严重损坏频发，因微观强化相硬度高、加工硬化严重、抗剪切强、导热差、切削区力大温高。3D打印技术成为破解高温合金成型技术瓶颈的新路径。
结语
金属粉末3D打印取得一定成果，但材料局限制约技术发展。虽多工业级金属材料可打印，唯专用金属粉末满足生产需求。未来需在现有材料基础上强化结构性能关系研究，按材料特性优化工艺参数，提速降孔降氧、改善表面质量；同步开发适配3D打印的新材料。
工业技术