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干貨：3D打印用金屬材

發(fā)布時(shí)間：2022-06-29 15:04:01瀏覽：7014點(diǎn)贊：

近幾年隨著3D打印技術(shù)的快速發(fā)展

，它在航空航天、汽車、生物醫(yī)藥和建筑領(lǐng)域的應(yīng)用范圍逐步拓寬

，其方便快捷

、材料利用率高等優(yōu)勢(shì)不斷顯現(xiàn)

。

目前

，金屬3D打印技術(shù)主要有選擇性激光燒結(jié)（SLS）、電子束熔融（EBM）

、選擇性激光熔化（SLM）和激光近凈成形（LENS）

，其中選擇性激光熔化為研究的熱點(diǎn)，其使用高能激光源

，可以熔融多種金屬粉末

。國(guó)內(nèi)外金屬3D打印機(jī)采用的金屬粉末一般有：工具鋼、馬氏體鋼

、不銹鋼

、純鈦及鈦合金、鋁合金

、鎳基合金

、銅基合金、鈷鉻合金等

。常用的粉體為鈦粉、鋁合金粉和不銹鋼粉

。

工具鋼和馬氏體剛

不銹鋼

不銹鋼具有耐化學(xué)腐蝕

、耐高溫和力學(xué)性能良好等特性，由于其粉末成型性好

、制備工藝簡(jiǎn)單且成本低廉

，是最早應(yīng)用于3D金屬打印的材料。

目前，應(yīng)用于金屬3D打印的不銹鋼主要有三種：奧氏體不銹鋼316L

、馬氏體不銹鋼15-5PH

、馬氏體不銹鋼17-4PH。

奧氏體不銹鋼316L

，具有高強(qiáng)度和耐腐蝕性

，可在很寬的溫度范圍下降到低溫，可應(yīng)用于航空航天

、石化等多種工程應(yīng)用

，也可以用于食品加工和醫(yī)療等領(lǐng)域。

馬氏體不銹鋼15-5PH

，又稱馬氏體時(shí)效（沉淀硬化）不銹鋼

，具有很高的強(qiáng)度、良好的韌性

、耐腐蝕性

，而且可以進(jìn)一步的硬化，是無(wú)鐵素體

。目前

，廣泛應(yīng)用于航空航天、石化

、化工

、食品加工、造紙和金屬加工業(yè)

。

馬氏體不銹鋼17-4PH

，在高達(dá)315℃下仍具有高強(qiáng)度高韌性，而且耐腐蝕性超強(qiáng)

，隨著激光加工狀態(tài)可以帶來(lái)極佳的延展性

。目前華中科技大學(xué)、南京航空航天大學(xué)

、中北大學(xué)等院校在金屬3D打印方面研究比較深入

；現(xiàn)在的研究主要集中在降低孔隙率、增加強(qiáng)度以及對(duì)熔化過程的金屬粉末球化機(jī)制等方面

。

鈦合金

傳統(tǒng)鍛造和鑄造技術(shù)制備的鈦合金件已被廣泛地應(yīng)用在高新技術(shù)領(lǐng)域

，如美國(guó)F14、F15

、F117

、B2和F22軍機(jī)的用鈦比例分別為：24%、27%

、25%

、26%和42%

，一架波音747飛機(jī)用鈦量達(dá)到42.7t。但是傳統(tǒng)鍛造和鑄造方法生產(chǎn)大型鈦合金零件

，由于產(chǎn)品成本高

、工藝復(fù)雜、材料利用率低以及后續(xù)加工困難等不利因素

，阻礙了其更為廣泛的應(yīng)用

。而金屬3D打印技術(shù)可以從根本上解決這些問題，因此該技術(shù)近年來(lái)成為一種直接制造鈦合金零件的新型技術(shù)

。

圖為F-35的鈦合金整體框

，目前美國(guó)仍然只能使用水壓機(jī)來(lái)進(jìn)行這種構(gòu)件的生產(chǎn)

(責(zé)任編輯：admin)

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