2017年，3D打印（增材製造）材（cái）料將根據3D打印的技術特點（diǎn）得到更好的針對性開發，在更細微的細節（jiē）上滿足應用端更高質（zhì）量和更大的最終生產零件（jiàn）需求。同時，可用於3D打印過程的材（cái）料範圍繼續擴大，在低、中、高端領域滿足一係列不同的需求。

多種因素（sù）促進（jìn）工程級材料的開發，包括（kuò）標準機構、政（zhèng）府實驗室、聯（lián）盟和（hé）其他（tā）團體，以及更大的材料公（gōng）司包（bāo）括GKN、美鋁、贏創、巴斯夫、Solvay在這一領域發力，而設備廠商的驅動成為另一主要因素，最典型的是惠普多射流技術，贏創與巴斯夫正在圍繞著惠普的設備開發更多工程級（jí）材料，以打開（kāi）設備更廣闊的應用空間。

材料與應（yīng）用緊（jǐn）密結合

改善增材製造（zào）材（cái）料（liào）的標準和指南
用增材製造和3D打印的方法製作高質量（liàng）的最終生產部件，這需要詳細定義的材料和打印零件的標準和指南，並且涵蓋設備和（hé）工藝，對於金屬（shǔ）零件的3D打（dǎ）印尤其如此，金（jīn）屬打印在2017年繼續成為增長最快的3D打（dǎ）印市場。

圖：Arconic，美國（guó）鋁（lǚ）業3D打（dǎ）印鋁金屬粉末的生產廠
全球最大的輕金屬研（yán）發中心，來源（yuán）：DesignNews

在2016年，免（miǎn）費的在線（xiàn）搜索（suǒ）Senvol數據庫生成了一（yī）套新的工業級增材製造工具（jù）用於提供給麵（miàn）向製造（zào）的工程師使用，Senvol數據（jù）庫（kù）包含（hán）了工業（yè）增材製造設備和表征材（cái）料的性能數據，用戶可（kě）以在上麵根據自己（jǐ）的需求搜索與之相關的信息。其強（qiáng）大（dà）的專有算法可以幫助生產者確定哪些部分使用增材製造（AM）會比傳統工（gōng）藝更加有效。這個算法分析了整個供應鏈，並考慮了諸如庫存（cún）、停機（jī）時間和運輸等各項因素。Senvol指數（Index)並不受設備和材料廠商的影響，是個中立的工具，用來幫助那些想要通過增材製造來進行生產（chǎn）的用戶降（jiàng）低行業進入壁壘。

舉個例子來說，Arcam（AP&C）鈦合金 Ti6Al4V（45 – 106微米）材料，通過Arcam Q20來加工，Senvol數（shù）據庫就可以（yǐ）查到材料性能、工（gōng）藝參數、粉末特性，和熱等靜（jìng）壓（HIP）的影響，這些數據來源（yuán）於航空航（háng）天行業的最佳實踐。各項指標均避免（miǎn）了其他航空航天企業做自己的材料表征的重複（fù）工作。由於不同的行業使用非常相似的材料，例如鈦（tài）合金也（yě）用於醫療（liáo）植入物的（de）製造，這樣的數據集可以被航空和醫療之間（jiān）共享。

Senvol的總裁Annie Wang已被選（xuǎn）定為SAE增（zēng）材製造委員會數據管理委員（yuán）會副主席，這個技術委員會隸屬於（yú）SAE航空航天材（cái）料係統。Annie Wang在委員會的重點工作（zuò）將是建（jiàn）立一個係統，以確保材料規格的控製和溯源。數據管理（lǐ）委員會還將與SAE的MMPDS新興技術工作組協調關於高分子複合材料CMH-17的SAE國（guó）際複合材料手冊和新型金屬材料的數據研究工作。

關於標準化與數據對材料的（de）促進作用（yòng），3D科學穀發表的ASTM增材製造國際標準與（yǔ）行業發展，大數據與3D打（dǎ）印手（shǒu）牽手做過深入分析。

金屬（shǔ），金屬（shǔ），更多的金屬

最終生產零件，是3D打印的未來。近期的IDTechEx報告中提到2016金屬打印機銷售增長48%，材料銷售增長32%。該報告涵蓋了選擇性（xìng）激光熔化（huà）（SLM），電子束熔煉（EBM）、送粉、金屬+粘結劑，焊接和一些新興的技術。材料範圍廣：鋁合金（jīn）、鈷合金、鎳合金（jīn）、鋼（gāng）、鎳鈦合金、鈦合金、金（jīn）、鉑、鈀、銀、銅、青銅，和鎢。由於對航空航天和醫療應用（yòng）的高度重視，金屬增材製造，由於航空航天行業的大量使用（yòng），鈦合金占有31%的（de）市場（chǎng）份額，同（tóng）時，航空航天（tiān）行業也大量投資於鈷、鎳和鋁合金.。

針對與SLM和（hé）EBM，根據（jù）Absolute Reports，預測到2021年的增長率保持在（zài）26.86%的年平（píng）均水平（píng），另外根據Absolute Reports，歐（ōu）洲（zhōu）金屬市場的速度高於全（quán）球水平，從2011年到2016年保持了54.92%的（de）高增長水平。

金屬粉末是金屬增材製造的一（yī）大製約因素，根據Wholers與VDW報告，金屬（shǔ）增材製造市場份額大約隻占所有增材製造的10%左右，然而這（zhè）一（yī）比例（lì）有望在2023年達到51%左（zuǒ）右。而目前大多數領（lǐng）先的金屬粉（fěn）末製造商都在開發用於增（zēng）材製（zhì）造的（de）金屬粉末，雖然粉末還是供不應求，但這一現（xiàn）象有望很快發生改變。

美鋁開創（chuàng）了（le）推動世界發展的多種材料（liào）解決方案，提（tí）供由鈦、鎳和（hé）鋁（lǚ）製成的增值產品（pǐn），並生產世界一流的鋁土礦、氧化（huà）鋁和（hé）原鋁產品。為滿足包括航空航天製（zhì）造在內的各行業對增材製造的需求，美（měi）鋁將其下遊服務業務以Arconic公司的名義（yì）拆分出（chū）來。在賓夕法尼亞州的（de）匹茲堡生產3D打印金屬粉末，並設有美鋁技術中心，除此之（zhī）外，他們（men）正在開發專有的（de）鈦、鎳和鋁粉末優化的3D打印航空零件（jiàn）。

另外一家公司，吉凱恩(GKN)旗（qí）下設（shè）有吉凱恩傳動係統、吉凱恩粉末冶金、吉凱恩航宇（yǔ）和吉凱恩陸（lù）地係統四個事（shì）業部。這四（sì）個業務部門相輔相成，為金屬粉末的研究和應（yīng）用帶來領先優勢（shì）。吉凱恩旗下的Hoeganaes有限公司（sī）生產的金屬粉末製品在（zài）北美（měi）地區所占的市場份額（é）超過了50%,Hoeganaes有限公司的產品（pǐn）在歐洲金屬粉末製品市場的銷售也呈快速增長。吉凱恩Hoeganaes還與德國的TLS技術公司達成（chéng）合作成立合資公司（sī），為北美地區的航空航天和醫療製造業（yè）提供可用於3D打印的鈦金屬粉末。 TLS技術公司為增材製造市場提供鈦金屬粉末（mò）也有20多年的曆（lì）史。新公司（sī）設立在美（měi）國新澤西的Cinnaminson，並將於2017年開業，這將（jiāng）加強吉凱恩在增材製造領域提供高質量標準鈦金屬粉末（mò）的市場地位。

在卡內基（jī）梅隆大學的領導NextManufacturing中心，通過（guò）巨大的同步X射線輻射（shè）機（jī），足（zú）以看到百萬分之一（yī）米的金屬內部細節。X射線掃描金屬3D打印的數據被送回匹茲堡來分析金屬打印結果與打印參數之間的關係。研究人員利用基於X射線顯微（wēi）層析同步使3D打印鈦合金零件的詳細的圖像，以幫助表征材料和提高零（líng）件的內部結構。

先前的研究發現，3D打印鈦合金構件的Ti-6Al-4V合金在EBM加工條件下拉伸性能達（dá）到或超過了大多數傳統的製造標準。但由於孔隙率過大，零件的疲勞性能始終（zhōng）較差。研究小組（zǔ）發（fā）現，大多（duō）數的（de）孔隙率可以通過調整打印機的工藝參數來消除，但（dàn）對孔隙（xì）率的（de）檢測方法必須足夠精確（què），並（bìng）且包（bāo）含（hán）足夠的信息來恰當地描述它。NextManufacturing中（zhōng）心給出了一個最小的特征分辨率為1.5微米。

圖：LLNL實驗（yàn）室（shì）對金屬打印的研究（jiū）

在勞倫斯·利弗莫爾LLNL國家（jiā）實驗室的（de）研究人員也在（zài）尋找氣孔問題。他們發現激光粉末熔化（huà）金屬工藝所產生的顆粒間的（de）相互作（zuò）用會導致孔隙（xì）率的增加。研究（jiū）小組利用一個真空室，通過超高速的相機（jī），和一個定製的顯微鏡設置觀察被激光噴射並按照激（jī）光方向熔化過程。通過計算機模擬和流體動力學，研究人員還建立了模型，以幫助解釋粒子運動。這些數據被捕獲和用於更新仿真模型，有助於（yú）優化加（jiā）工過程，並（bìng）進一步理解孔隙度的發生和探索先（xiān）進的診斷和修改的過程。在3D科學穀的探秘全球最先（xiān）進的（de）3D打印實驗室-LLNL國家實驗室中可以感受到LLNL以質量研（yán）究與前沿應用來引領3D打印發展的實力與魄力。

對於（yú）孔隙率的研究，賓夕法尼亞大學（xué）還引入了X射線斷層成像技術，詳見3D科學穀發布的X射線斷層成像技術作為3D打印的質（zhì）量利器。

而除了最為熱門和吸引眼球的航空（kōng）航天（tiān）與醫療行業用途，模具市場尤其是隨行冷卻（què）模具（jù）的打印（yìn）是金（jīn）屬3D打印的另一個潛（qián）力市場，國（guó）際上最為熟知的品牌是山（shān）特維克，目前國內3D打印領域在模具（jù）鋼材料及應用方麵活躍的機（jī）構包括北京易加、無錫辛德華瑞粉末新（xīn）材（cái）料科技，中國科學院重慶綠色智能（néng）技術研究院，上海藍鑄特種合金材料，東莞勁勝精密組件，東莞（wǎn）華晶粉末冶金，南京航空航天大學，華中（zhōng）科技大學等。