金屬3D打印材料（liào）的應用領域相當廣泛，例如，石化工程應用、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、造紙、電力工業、珠寶、時裝等（děng）。 目前，金屬3D打印（yìn）技術主要有選擇性激光燒結（SLS）、電子束熔融（EBM）、選擇性激光熔化（SLM）和激光近淨成形（LENS），其中選擇（zé）性激光熔化為研究的（de）熱（rè）點，其使用（yòng）高（gāo）能激光源，可以熔融（róng）多（duō）種金屬粉末。 國內（nèi）外金屬3D打印機采用的金屬粉末一般有：工具鋼、馬氏體鋼、不鏽鋼、純鈦及鈦合金、鋁合金、鎳基合（hé）金、銅基合金（jīn）、鈷鉻合金等。常用的粉體為鈦粉、鋁合（hé）金粉和不鏽鋼粉。 工（gōng）具鋼和馬氏（shì）體（tǐ）鋼 工具鋼的適用性（xìng）來源於其優異的硬度、耐（nài）磨性（xìng）和抗形變能力，以及在高溫下保（bǎo）持切削刃的能力。模具H13熱作工具鋼就是其（qí）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（shì）體時效”鋼，在時效（xiào）過程中（zhōng）的高（gāo）強度、韌性和尺寸（cùn）穩定性（xìng）都是眾所周知的（de）。 他們與（yǔ）其他鋼（gāng）不同，因為他（tā）們是不含碳的，屬於（yú）金屬間化（huà）合物，通過豐富的鎳、鈷和鉬的冶金反應硬化。由於（yú）高硬度和耐磨性，馬氏體300才（cái）適用於許（xǔ）多模具的應用，例如，注塑模具、輕金屬（shǔ）合金鑄造、衝壓和擠壓等，同時，其也廣（guǎng）泛應用於航空航天、高強度機身部件和賽車（chē）零部件（jiàn）。 不鏽鋼與碳鋼不同，目前的鉻（gè）含量不同，10.5%鉻含量（liàng）最低的鋼合金，不鏽（xiù）鋼不容（róng）易生鏽腐蝕。目前，應用於金屬3D打印（yìn）的（de）不鏽鋼（gāng）主（zhǔ）要有三種： 奧氏體（tǐ）不（bú）鏽鋼316L、 馬氏體不鏽鋼15-5PH、 馬氏（shì）體不鏽鋼17-4PH。 奧氏（shì）體不鏽鋼316L，具有高強度和耐腐蝕性，可（kě）在很寬的溫度範（fàn）圍下降到低（dī）溫（wēn），可應用於航空航天、石化等多種工程應用，也可以用於食品加工和醫療等（děng）領域。 馬氏體不鏽（xiù）鋼15-5PH，又稱馬氏（shì）體時效（沉澱硬化）不（bú）鏽鋼，具有很高的強度、良（liáng）好的韌性、耐腐蝕性，而（ér）且可以進一步的硬化，是無鐵素體。目前，廣泛（fàn）應用於航空航天、石化、化（huà）工、食品加工、造紙和金屬加工業。馬氏體不鏽鋼17-4PH，在高達315℃下仍具有高強度高韌性，而（ér）且耐腐蝕性超強，隨著激光加工狀（zhuàng）態可以帶來極佳的延展性。 鈦合金 鈦合金具有（yǒu）耐高溫、高耐腐蝕性、高強度、低密度以及生（shēng）物相容性（xìng）等優點，在航空航天、化工（gōng）、核工業（yè）、運動（dòng）器（qì）材及醫療器械等領域得到了廣泛的應用。 傳（chuán）統鍛造和鑄造技術製備的鈦合金件（jiàn）已被廣泛地應用（yòng）在高新技術領域，如（rú）美國F14、F15、F117、B2和F22軍機的（de）用鈦（tài）比例分別為：24%、27%、25%、26%和42%，一（yī）架波音747飛機用鈦量達（dá）到（dào）42.7t。但（dàn）是傳統鍛造和（hé）鑄造（zào）方法生產（chǎn）大型鈦合金零件，由於產品成本高、工藝複雜（zá）、材料利用率低以及後續加工困難等不利因素，阻礙了其更為廣泛的應用。而金屬（shǔ）3D打印技術（shù）可以從根本上解決這些問題，因此該技術近年來成為一種直接製造鈦合金（jīn）零件的（de）新型技（jì）術。 TiAl6V4（TC4）是最早使（shǐ）用於SLM工（gōng）業生（shēng）產的一種合金。但是3D打印鈦零件由於鈦本身的抗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（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發動機燃燒室，工作（zuò）溫度可（kě）達2200℃。 鋁合金 鋁合金具有優良的物理（lǐ）、化學和力學（xué）性能，在許多領域獲得了廣泛的應用，但是鋁合（hé）金自身的（de）特性（如易氧化、高反射性和導熱性等）增加了選擇性（xìng）激光熔化製造的難度。 目前，SLM成形鋁合金中（zhōng）存在氧（yǎng）化、殘餘應力、空隙缺陷及致密度等問題，這些問題主要通（tōng）過嚴格的保護氣（qì）氛，增加激光功率，降低掃麵速度等（děng）改善。目前，SLM成形鋁合金材料主要集中在Al-Si-Mg係（xì）合金，主要有鋁矽AlSi12和AlSi10Mg兩（liǎng）種。 鋁矽12，是具有良好的（de）熱性能的輕質增材製造金屬粉末，可應用於薄壁零件，如換熱器（qì）或其他（tā）汽車零部件，還可應（yīng）用於航空航天及航空工業級的（de）原型及生產零（líng）部件；矽（guī）/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，尤其是在具有良好的熱性能和低重量場合中。 高溫合金 高（gāo）溫合金（jīn）是（shì）指以鐵、鎳、鈷為基，能（néng）在600℃以上的高溫及一定（dìng）應力環境下（xià）長期工（gōng）作（zuò）的一類（lèi）金屬材（cái）料，其具有較高的高溫強度、良好的（de）抗熱腐蝕性和抗氧化性能以及良好的塑性和韌性。 鐵基合金粉末 目前按合金（jīn）基（jī）體種類大致可分為鐵基、鎳（niè）基和鈷基合（hé）金三大類。高溫合金主要用於（yú）高性能發動機，在現代先進（jìn）的航空發動機中，高溫合金（jīn）材料的使用量占發動機總（zǒng）質量的40%～60%。 現代高（gāo）性能航空發動機的發展對（duì）高溫合金的使用溫度和性能（néng）的要求越來越高。傳統的鑄錠冶金工藝冷卻速度慢，鑄錠中某些元素和第二相偏（piān）析嚴重，熱加工性（xìng）能差，組織不均勻，性能不（bú）穩（wěn）定（dìng）。 而3D打印技（jì）術在高溫合金成形中成為解決技術瓶頸的新方法。美國航空航（háng）天局聲稱，在2014年8月22日進行的高溫（wēn）點火試驗中，通過3D打印技（jì）術（shù）製造（zào）的火箭發動機噴嘴產生（shēng）了創（chuàng）紀錄的9噸推力。 Inconel 718是基於鐵鎳硬化的超合金，具有良好的耐腐蝕性及耐熱、拉伸、疲勞、蠕（rú）變性，適（shì）用於各種高端應用，例如，飛機渦輪發動機（jī）和陸基渦輪機等。Inconel 718合金是鎳基高溫合金中應用最早的一（yī）種，也是目前航空發動機使用量最多的（de）一種合金。 鈷鉻合金具有高強度、耐腐蝕性強、良好的生物相容性以及無磁性的性能（néng），主要（yào）應用於外科植入物（wù）包括合金人工關節、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（háng）業等。 鎂合金 鎂合金作為最輕的結構（gòu）合金，由於其特（tè）殊的高強度和阻尼性能，在諸多應用領域（yù）具有替代鋼和鋁合金的可能。例如鎂合（hé）金（jīn）在汽車以及航空（kōng）器組件方麵的輕量化應用，可降低燃料使用量和廢（fèi）氣排放。 鎂合金具有原位降解性，並且其楊（yáng）氏模量低，強度接近人骨，有（yǒu）優異的（de）生（shēng）物相容性，在外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（liáng）好的導熱性和導電性，可以結合設計自由（yóu）度（dù），產（chǎn）生複雜的內部結構和冷卻通道，適合冷卻更有效的工（gōng）具插入模（mó）具，如半導體器件，也（yě）可用於微型換熱（rè）器，具有壁薄、形狀複雜的（de）特征。 小結 現在適（shì）用於工業用3D打印的金屬材料種（zhǒng）類繁多，但是（shì）大部分隻有專（zhuān）用的（de）粉（fěn）末材料才能滿足3D找印的工業生產要求。簡單概括，3D 打（dǎ）印金（jīn）屬（shǔ）粉末除需具備良好的可塑性外，還必須滿足（zú）粉末粒徑細小、粒度分布較窄（zhǎi）、球形度高、流動性（xìng）好和鬆裝密度高等要求（qiú）。 相比國外，國內金（jīn）屬3D打印材料大部分依賴進口，價（jià）格昂貴，這也促使國內致力於3D打印金（jīn）屬材料的企業和（hé）機構自主研發金屬3D打印材（cái）料。 最具代表性的（de）可提供（gòng）金（jīn）屬材料及服務的企業有西安鉑力特、中航邁特、無錫銀邦、上海材料（liào）研究所、上海康速金屬（shǔ）材料、鑫烯三維科（kē）技（jì）等企業；支持金屬3D打印的（de）設備公司（sī）有，中航天地、武漢濱湖、廣東（dōng）信達雅、永年激光、南京煜宸、中山（shān）漢邦、鑫精合、華曙高科、多能正光、北京隆源、易加三（sān）維、恒通智能、吳江中瑞（ruì）、北方恒利等企業。