5 用于 3D 打印的金属材料

本文将介绍用于金属 3D 打印的 5 种金属粉末。它们是铝合金 , 镁合金 , 不锈钢 , 高温合金 , 和 钛合金 .

什么是 3D 打印技术？

3D 打印 是一种快速原型设计 技术，是一种利用原材料逐层堆叠，完成三维立体模型制作的技术。它以数字模型文件为基础，使用可粘合材料（如塑料或粉末金属等），通过逐层打印的方式构建三维物体。

3D 打印技术的应用

3D打印一般使用数字技术材料打印机。用于模具制作、工业设计等领域的模型制作。随着技术的发展和成熟，逐渐被用于直接制造一些产品或部件。 3D 打印技术已经在鞋类、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发挥作用。

关于金属 3D 打印

近年来，金属3D打印被认为是未来制造业的主要发展方向，其发展速度已远超非金属3D打印。作为金属打印的材料基础，金属粉末材料也是发展3D打印技术的重要突破口。对于金属粉末材料种类的研究，目前金属粉末材料有五种：钛合金、铝合金、镁合金、高温合金、不锈钢。

1。钛合金

钛合金具有强度高、热强度高、耐蚀性好、低温性能好、化学活性高等优点，广泛应用于运动器材、化工、核工业、医疗器械、航空航天等领域.目前，许多国家已经意识到钛合金材料的重要性。

钛合金是一种用于航空航天工业的新型重要结构材料。钛合金主要用于制造飞机发动机压气机部件，其次是火箭、导弹和高速飞机结构件。

采用传统锻造和铸造工艺制造的钛合金零件已广泛应用于高新技术领域。

在切削过程中，钛合金的变形系数小，切削温度高，刀具易磨损，单位面积切削力大。再加上钛合金耐磨性差，工艺性能差，钛合金的加工难度很大，生产工艺复杂。而钛合金在热加工过程中很容易吸收氢、氧、氮、碳等杂质。

因此，如果采用传统的锻造和铸造方法生产钛合金零件，成本高，材料利用率低，加工难度大，生产工艺复杂。由于这些困难，阻碍了钛合金的广泛应用。

随着社会的发展，金属3D打印技术的使用可以解决上述问题，因此3D技术近年来成为直接制造钛合金零件的新技术。

2。铝合金

铝合金具有优良的物理、化学和机械性能，如比强度高、重量轻、流动性好、充模能力强、耐腐蚀性好、熔点低、铸造性能好、塑性加工性好等。广泛应用于航空航天、船舶工业、化工、金属包装、建筑、机电及日用品等行业。

然而，在选择性激光熔化中，铝合金本身的特性使制造更加困难。目前，在激光选区熔化中，铝合金还存在氧化、残余应力、气孔缺陷、致密等问题。

3。镁合金

镁合金的特点是密度低、散热好、强度高、弹性模量大、减震性好、冲击载荷能力比铝合金大，对有机物和碱有良好的耐腐蚀性。主要应用于航空、航天、交通、化工、火箭等领域。此外，在许多应用领域，镁合金具有替代钢和铝合金的潜力。

在选择性激光熔炼中，成型镁合金比铸造具有更高的硬度和强度。

4。不锈钢

由于不锈钢本身具有良好的耐蚀性，不锈钢在高温下仍能保持其优良的物理机械性能。此外，该粉末成型性好，制备工艺简单，成本低。因此，在3D打印领域，不锈钢也得到了广泛的应用。

目前对不锈钢选区激光熔炼的研究主要集中在提高强度和降低气孔率方面。

5。高温合金

高温合金是指以铁、镍、钴为基体，能在600℃以上高温和一定应力下长期工作的一类金属材料。具有优良的高温强度、良好的抗氧化和抗热腐蚀性能、良好的疲劳性能、断裂韧性等性能。主要用于航空航天、能源等领域。

高温合金的加工表面完整性对其性能起着非常重要的作用。但高温合金是典型的难加工材料，加工过程中经常出现加工表面质量低、刀具破损严重等问题。这是由于微强化件硬度高，加工硬化严重，抗剪切应力高，导热系数低，切削区切削力和切削温度高。

随着社会的发展，3D打印技术已成为解决高温合金成型技术瓶颈的新方法。

结论

金属粉末3D打印技术已经取得了一定的成果，但打印材料的局限性会影响3D打印技术的发展。虽然目前适合工业应用的3D打印金属材料种类繁多，但只有专门的金属粉末材料才能满足生产要求。

关于3D打印金属材料的发展，还需要在现有材料的基础上，加强对材料结构与性能关系的研究，根据材料的性能优化工艺参数，提高打印速度，降低孔隙率和氧含量。含量，提高表面质量。同时，需要开发新材料，使其适合3D打印。