2.2 金属材料

近年来，3D打印技术逐渐应用于实际产品的制造，其中，金属材料的3D打印技术发展尤其迅速。在国防领域，欧美发达国家非常重视3D打印技术的发展，不惜投入巨资加以研究，而3D打印金属零部件一直是研究和应用的重点。3D打印所使用的金属粉末一般要求纯净度高、球形度好、粒径分布窄、氧含量低。目前，应用于3D打印的金属粉末材料主要有铝合金、模具钢、不锈钢、钛及钛合金、钴铬合金、镍基合金等，此外还有用于打印首饰用的金、银等贵金属粉末材料。

1．铝合金（AlSi12、AlSi10Mg）

AlSi12是一种具有良好热性能的轻质增材制造金属粉末，典型的应用是制造薄壁零件如换热器或其他汽车、航空航天和航空工业级的原型及生产零部件，硅/镁组合带来强度和硬度的显著增加。AlSi10Mg铝合金适合制造薄壁、复杂的几何形状的零件，是满足良好热性能和低重量场合要求的理想的应用材料。佳能公司利用3D打印技术制造出了顶级单反相机壳体上的镁铝合金特殊曲面顶盖。

2．模具钢（H13）

模具钢的适用性来源于其优异的硬度、耐磨性和抗变形能力以及在高温下保持切削刃的能力。高硬度和耐磨性使得H13适用于许多模具（注塑模具、轻金属合金铸造、冲压和挤压），也应用于各种高性能的工业工程部件（航空航天、高强度机身部件和赛车）。

3．不锈钢（316L）

不锈钢粉末是金属3D打印经常使用的一类性价比较高的金属粉末材料，适合打印尺寸较大的物品。奥氏体不锈钢316L以其耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀而得到广泛应用。316L可在很宽的温度范围内下降到低温，可应用于航空航天、石油、天然气等多种工程，也可用于食品加工和医疗等领域。3D打印的不锈钢模型具有较高的强度。

4．钛Ti及钛合金Ti6Al4V

钛是一种重要的结构金属，钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于制作飞机发动机压气机部件以及火箭、导弹和飞机的各种结构件。钛和钛合金以其优异的强度和韧性、耐腐蚀、低比重、生物相容性在航空航天和汽车交通等许多高性能工程中的应用非常理想，而且还用于生产生物医学植入物，强度高、模量低、耐疲劳性强。采用3D打印技术制造的钛合金零部件，强度非常高，尺寸精确，能制作的最小尺寸可达1mm，而且零部件力学性能优于锻造工艺生产的产品。英国的Metalysis公司利用钛金属粉末成功打印了叶轮和涡轮增压器等汽车零件。此外，钛金属粉末耗材在3D打印汽车、航空航天和国防工业上都将有很广阔的应用前景。

5．钴铬合金（Co28Cr6Mo）

钴铬合金是一种以钴和铬为主要成分的高温合金，这类合金具有高强度、优良的耐腐蚀性、良好的生物相容性、无磁性的特性。高耐磨性、良好的生物相容性、无镍（镍含量＜0.1%）组成，使其常用于外科植入物包括合金人工关节、膝关节和髋关节，也可用于发动机部件、风力涡轮机和许多其他工业部件以及时装行业、珠宝等。采用3D打印技术制造的钛合金和钴铬合金零部件，强度非常高，尺寸精确，能制作的最小尺寸可达1mm，零部件力学性能优于锻造工艺生产的产品。

6．镍基合金（In625、In713、In718）

In625在温度高达815℃条件下依然保持优良的负载性能和耐腐蚀性能，广泛应用于需要高点蚀、缝隙腐蚀和耐高温的行业，例如航空航天、化工和电力工业。In713具有优异的抗热疲劳性能以及在927℃下的特殊断裂强度，非常适用于喷气发动机燃气轮机叶片。In718是基于铁镍硬化的超合金，具有优异的耐腐蚀性以及良好的耐热和拉伸、疲劳、蠕变性能，满足各种高端应用包括飞机涡轮发动机和陆基涡轮机（叶片、环、套管、紧固件和仪表零件）。

7．稀贵金属

3D打印的产品在时尚界的影响力越来越大。世界各地的珠宝设计师受益最大的就是将3D打印快速原型技术作为一种强大且可以方便替代其他制造方式的创意产业。在饰品3D打印材料领域，常用的有金、纯银、黄铜等。