Η τρισδιάστατη εκτύπωση μετάλλων είναι μια τεχνολογία ψηφιακής θερμικής επεξεργασίας. Οι τρέχουσες τεχνολογίες τρισδιάστατης εκτύπωσης για την παρασκευή μετάλλων περιλαμβάνουν κυρίως: Επιλεκτική τήξη με λέιζερ (SLM), επιλεκτική τήξη δέσμης ηλεκτρονίων (EBSM), διαμόρφωση λέιζερ κοντά στο δίχτυ (LENS) κ.λπ.
Στις μέρες μας, η επιλεκτική τήξη με λέιζερ (SLM) είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη. Τα υλικά που χρησιμοποιούνται συνήθως σε αυτή την τεχνολογία είναι υψηλής ποιότητας και ακριβά κράματα τιτανίου, προσιτός ανοξείδωτος χάλυβας και μετρίως κατάλληλα κράματα αλουμινίου. Μία γενιά υλικών, μία γενιά εξοπλισμού, η ποιότητα και η ακρίβεια των πραγμάτων από διαφορετικά υλικά είναι διαφορετική και οι χρήσεις τους είναι επίσης διαφορετικές.
Ως βασική πρώτη ύλη για την τρισδιάστατη εκτύπωση μεταλλικών προϊόντων, η ποιότητα της μεταλλικής σκόνης καθορίζει σε μεγάλο βαθμό το τελικό αποτέλεσμα χύτευσης του προϊόντος. Ως εκ τούτου, η σκόνη υψηλής ποιότητας είναι πολύ σημαντική για την ανάπτυξη της τεχνολογίας τρισδιάστατης εκτύπωσης μετάλλων. Ως βασική, άμεση και βασική πρώτη ύλη της τρισδιάστατης εκτύπωσης μετάλλων, τα υλικά σε σκόνη είναι υλικά σκόνης υψηλής ποιότητας και χαμηλού κόστους.
Ως νέος τύπος ελαφρού μεταλλικού δομικού υλικού, το τιτάνιο και τα κράματα τιτανίου έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως στην αεροδιαστημική, την πετρελαϊκή ενέργεια, τη ναυπηγική, τη χημική, βιολογική, ιατρική και άλλα πεδία με μια σειρά από εξαιρετικές ιδιότητες όπως υψηλή ειδική αντοχή και καλή αντοχή στη διάβρωση. Ως σημαντικό σύστημα και ερευνητικό hotspot της μεταλλικής τρισδιάστατης εκτύπωσης, η τρισδιάστατη εκτύπωση κράμα τιτανίου μπορεί όχι μόνο να βελτιώσει τον ρυθμό χρήσης του υλικού, αλλά και να λύσει τα δύσκολα προβλήματα του κράματος τιτανίου που είναι δύσκολο να λιώσει και να ρυπάνει εύκολα.
Τα τελευταία χρόνια, με τη συνεχή ωριμότητα και τη βελτίωση της τεχνολογίας τρισδιάστατης εκτύπωσης, η τρισδιάστατη εκτύπωση τιτανίου έχει γίνει βασικό αντικείμενο έρευνας στον αεροδιαστημικό τομέα. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα τα κράματα τιτανίου για την αεροδιαστημική, η τρισδιάστατη εκτύπωση μπορεί να εξοικονομήσει ακόμη και το 30% των υλικών σε σύγκριση με τις παραδοσιακές διαδικασίες. Κόστος, ορισμένα τρισδιάστατα εκτυπωμένα μεγάλα και πολύπλοκα εξαρτήματα από κράμα τιτανίου έχουν ολοκληρώσει τη μηχανική επαλήθευση στον τομέα της αυτοκινητοβιομηχανίας και της αεροπορίας.
Λόγω της καλής βιοσυμβατότητας, τα υλικά με βάση το τιτάνιο τρισδιάστατης εκτύπωσης έχουν επίσης χρησιμοποιηθεί ευρέως στον ιατρικό τομέα. Τα δεδομένα της αξονικής τομογραφίας του ασθενούς μοντελοποιούνται περαιτέρω και οι εξατομικευμένες προθέσεις σχεδιάζονται και κατασκευάζονται μέσω τεχνολογίας τρισδιάστατης εκτύπωσης. Έχει χρησιμοποιηθεί στον ιατρικό τομέα στο εσωτερικό και στο εξωτερικό. Έχουν επιτευχθεί καρποφόρα αποτελέσματα. Υπήρξαν πολλές επιτυχημένες περιπτώσεις τρισδιάστατης εκτύπωσης κρανίων, στέρνων, δοντιών, αρθρώσεων κ.λπ. σε κλινικές επεμβάσεις και ορισμένα προϊόντα που αντιπροσωπεύονται από κύπελλα κοτύλης έχουν παραχθεί μαζικά.
Η παρασκευή υλικών κραμάτων με βάση το σίδηρο υψηλής απόδοσης αποτελεί επί του παρόντος το επίκεντρο της επιστημονικής έρευνας στο εσωτερικό και στο εξωτερικό. Λόγω του ευρέος φάσματος πηγών και των χαμηλών τιμών, τα υλικά κραμάτων με βάση τον σίδηρο που αντιπροσωπεύονται από υλικά από ανοξείδωτο χάλυβα είναι ένα από τα πρώτα μεταλλικά υλικά που χρησιμοποιούνται στην τρισδιάστατη εκτύπωση και έχουν μελετηθεί και εφαρμοστεί ευρέως στον τομέα της τρισδιάστατης εκτύπωσης.
Σε σύγκριση με την παραδοσιακή τεχνολογία χύτευσης και σφυρηλάτησης, ο τρισδιάστατος εκτυπωμένος ανοξείδωτος χάλυβας έχει εξαιρετικές φυσικές, χημικές και μηχανικές ιδιότητες όπως υψηλή αντοχή, εξαιρετική αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία, αντοχή στη φθορά και αντοχή στη διάβρωση κ.λπ., σε συνδυασμό με υψηλή ακρίβεια διαστάσεων και χρήση υλικού, στην αεροπορία Χρησιμοποιείται ευρέως στην αεροδιαστημική, την αυτοκινητοβιομηχανία, τη ναυπηγική, την κατασκευή μηχανημάτων και άλλες βιομηχανίες.
Λόγω της καλής απόδοσης ερπυσμού σε υψηλή θερμοκρασία, της εξαιρετικής αντοχής στη διάβρωση και της αντοχής στη φθορά, τα υπερκράματα είναι κατάλληλα για μακροχρόνια συντήρηση κάτω από ακραίες συνθήκες όπως υψηλή θερμοκρασία, κραδασμούς υψηλής πίεσης και διάβρωση. Χρησιμοποιούνται στην αεροδιαστημική, τα πτερύγια κινητήρων αυτοκινήτων, τους στάτορες, τους θαλάμους καύσης κ.λπ. Οι δίσκοι στροβίλων και τα εργαλεία κοπής, η ενέργεια άνθρακα, η πυρηνική ενέργεια, το πετρέλαιο και άλλα πεδία ευνοούνται ευρέως από τους επιστημονικούς ερευνητές.
Ως σημαντικό υλικό ελαφρού κράματος, το κράμα αλουμινίου έχει συνήθως τα πλεονεκτήματα του ελαφρού βάρους, της υψηλής αντοχής, της καλής πλαστικότητας και της αντοχής στη διάβρωση. Διαδραματίζει εξαιρετικά σημαντικό ρόλο στους τομείς της αεροδιαστημικής, των αυτοκινήτων και των πλοίων. Η ανάπτυξη της τεχνολογίας τρισδιάστατης εκτύπωσης από κράμα αλουμινίου έχει γίνει έρευνα Ένα από τα καυτά σημεία. Λόγω μιας σειράς εξαιρετικών ιδιοτήτων όπως το χαμηλό κόστος, ο σύντομος χρόνος κύκλου, η υψηλή ακρίβεια, η μη ανάγκη για καλούπια και η χύτευση με δίχτυ, η τεχνολογία 3D εκτύπωσης εμφανίστηκε όταν η παραδοσιακή τεχνολογία δεν μπορούσε να ανταποκριθεί στην ελαφριά και σύνθετη κατασκευή πολύπλοκων εξαρτημάτων ακριβείας .
Μελέτες έχουν δείξει ότι τα κράματα αλουμινίου με τρισδιάστατη εκτύπωση μπορούν να επιτύχουν πυκνά μέρη, λεπτές δομές και μηχανικές ιδιότητες συγκρίσιμες με τα χυτά ή ακόμα και καλύτερες από τη χύτευση χυτευμένων εξαρτημάτων. Σε σύγκριση με τα παραδοσιακά εξαρτήματα διεργασίας, η ποιότητά του μπορεί να μειωθεί κατά 22%, αλλά το κόστος του μπορεί να μειωθεί κατά 30%. Επιπλέον, μέταλλα και κράματα όπως Cu και Mg. Το Sn έχει επίσης μελετηθεί και εφαρμοστεί ευρέως στους τομείς της αεροπορίας, της στρατιωτικής βιομηχανίας, των αυτοκινήτων και των έργων τέχνης.