金屬3D打印材料的應用領（lǐng）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（shǔ）合金鑄造、食品加工、醫療、造紙、電力工業、珠寶、時裝等。 目前，金屬（shǔ）3D打印技術主要有選擇性激光燒結（SLS）、電子束熔融（EBM）、選擇（zé）性激光熔化（huà）（SLM）和激光近淨成形（LENS），其中選擇性激光熔化為研究的熱點，其使用（yòng）高能激光源，可以熔融多種金屬粉末。 國內外金屬3D打印機采用的金屬粉末一般有：工具（jù）鋼、馬氏體鋼、不鏽鋼（gāng）、純（chún）鈦及鈦合金、鋁合金、鎳基合金（jīn）、銅基合金、鈷鉻（gè）合（hé）金等。常用（yòng）的粉（fěn）體為鈦粉、鋁合金粉和不鏽鋼粉。 工（gōng）具鋼和馬氏體鋼 工具鋼的適用性來源於其優異（yì）的硬度、耐磨性和抗形變能力，以及在高溫下保（bǎo）持切削刃的能力（lì）。模具H13熱作工（gōng）具鋼（gāng）就是其中一種（zhǒng），能夠承受不確（què）定時間（jiān）的工藝條件（jiàn）；馬氏體（tǐ）鋼（gāng），以馬氏體300為例，又稱（chēng）“馬氏體時效”鋼，在時效過程中的高強度、韌（rèn）性和尺寸穩定性都是眾所周知的。 他們與其他鋼不同，因為他們是不含（hán）碳的，屬於金屬間化合物，通過豐富（fù）的鎳、鈷和鉬的冶金反應硬（yìng）化。由於高硬度和耐磨性，馬（mǎ）氏體300才適用於（yú）許多模具的應用（yòng），例（lì）如，注塑模（mó）具、輕金屬合金鑄造、衝壓和擠壓等，同時，其也廣泛應用於航空航天、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（de）鉻含量（liàng）不同（tóng），10.5%鉻含量最（zuì）低的鋼合金，不鏽鋼不（bú）容易生鏽腐蝕（shí）。目前，應用於金屬3D打印的不鏽鋼主要有三種： 奧氏體不鏽鋼316L、 馬氏體不鏽鋼15-5PH、 馬氏體不鏽鋼17-4PH。 奧氏體不鏽鋼316L，具有高強度和耐腐蝕性，可在很寬的溫度範圍下降到低溫，可應用於航空航天、石化等多種工程應用，也可以（yǐ）用於食品加（jiā）工和醫療等領域。 馬氏體不鏽鋼15-5PH，又稱馬氏體時效（沉（chén）澱硬化）不鏽鋼，具有很高的強度、良好的韌性、耐腐蝕性，而（ér）且（qiě）可以進一步的硬化，是無鐵（tiě）素體。目前，廣泛應（yīng）用於航空航天、石化、化工、食（shí）品加工、造紙和金屬加工業。馬氏體不鏽鋼17-4PH，在（zài）高達315℃下仍具有高強度高韌性，而且耐腐蝕性超強，隨（suí）著激光加工狀態可以帶來極佳的延展性。 鈦合金 鈦合金具有耐高溫、高耐腐蝕性、高強度、低密度以（yǐ）及生物相容性等優點，在航（háng）空航天、化工（gōng）、核工業（yè）、運動器（qì）材及醫療器械（xiè）等領域得到了廣泛的（de）應用。 傳統鍛造（zào）和鑄造技（jì）術（shù）製備（bèi）的鈦合金件已被廣泛地應用在高新技術領域，如美國F14、F15、F117、B2和F22軍機的（de）用（yòng）鈦比例分別（bié）為：24%、27%、25%、26%和42%，一架波音747飛機用鈦量達到42.7t。但是傳統鍛造和鑄造方法（fǎ）生產大型鈦合金零（líng）件，由於產品成（chéng）本高、工藝複雜、材料利用率低以及後續加工困（kùn）難等不利（lì）因素，阻礙了（le）其更為廣泛的應用。而金屬3D打印技術可以從根本上解決這些（xiē）問題，因此該（gāi）技術（shù）近年來成為一種直接（jiē）製造鈦合金零件的新型技術。 TiAl6V4（TC4）是最早（zǎo）使用於SLM工業生產的一種合（hé）金。但是3D打印鈦（tài）零件由於鈦本身的抗塑性剪切變（biàn）形能力和耐磨性差，限製了其在高溫和腐蝕（shí）耐磨條件（jiàn）下的使用。因此錸（Re）和鎳（niè）（Ni）被引入（rù）鈦合金中，3D打印的Re基複合噴灌已經成功（gōng）應用於航空發動機燃燒室，工（gōng）作溫（wēn）度可（kě）達2200℃。 鋁合金 鋁合（hé）金具（jù）有（yǒu）優良的物理、化學和（hé）力學性能，在許多領域獲得了廣泛的應（yīng）用，但是鋁合金自身（shēn）的特性（如易氧化、高反射性和導熱性等（děng））增加了選擇性激光熔化製（zhì）造的難度。 目前，SLM成形鋁合金中存在氧化、殘餘應力、空隙缺陷及致密度等問題，這些問題主要通過嚴格的（de）保護氣（qì）氛，增加激光功率（lǜ），降低掃麵速度等改善。目前，SLM成形鋁合金材料主要集中在（zài）Al-Si-Mg係合金，主要有鋁矽AlSi12和AlSi10Mg兩（liǎng）種。 鋁矽12，是具有良好的熱性（xìng）能的（de）輕質增（zēng）材製造金屬粉末，可應用於薄壁零件，如換熱器或其他汽車零部件，還可應用於航空航天及航空工業級的原型及（jí）生產零部件；矽/鎂組合使鋁合金更具強度和硬度，使（shǐ）其適用於薄壁以及複雜（zá）的幾何形狀的零（líng）件，尤其是在具有良好的熱性能（néng）和低重量場合中。 高溫合金 高溫合金是指以鐵（tiě）、鎳、鈷為基，能在600℃以上的（de）高溫及一定應力環境下長期工（gōng）作的一（yī）類金屬材料，其具有（yǒu）較高的高（gāo）溫強度、良好的抗熱腐蝕性和抗氧（yǎng）化性能以及良好的塑性和韌性。 鐵基合金粉末 目前按合金基體種類大致可分為鐵（tiě）基、鎳（niè）基和鈷基合金三大類。高溫合金主要用於（yú）高性能發動（dòng）機，在（zài）現代先進的航空發（fā）動機中，高溫合金材料的使用量占發動機總質量的40%～60%。 現代高性能航空發動機的發展對高溫合金的使用溫度和性能的要（yào）求越（yuè）來越高。傳統的鑄錠冶金工藝冷卻速度慢，鑄（zhù）錠中某些（xiē）元（yuán）素和（hé）第二相偏析嚴重，熱加工性能差，組織不均（jun1）勻，性能不穩定。 而3D打印技術在高溫合金成形中成為解決（jué）技術瓶頸的新方法。美國（guó）航空航天局聲稱（chēng），在2014年8月22日進行的高溫點火試驗中，通過3D打印技術製造（zào）的火箭發（fā）動機（jī）噴嘴產生了創紀錄的9噸（dūn）推力。 Inconel 718是基於鐵鎳硬化的超合金，具有（yǒu）良（liáng）好的耐腐蝕性及耐熱、拉伸、疲勞、蠕變性，適用於各種高端應用，例如，飛機渦輪發動機和陸（lù）基渦輪（lún）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（zuì）多的（de）一（yī）種合金。 鈷（gǔ）鉻合金具有高強度、耐腐（fǔ）蝕性強、良好的生物相容性以及無磁性的性能，主要應用於外科植入物包括合金人工（gōng）關節、膝（xī）關（guān）節和髖關節，同時（shí）還可用於發動機（jī）部件以（yǐ）及時裝、珠寶行業等。 鎂合金（jīn） 鎂合金作為最輕的結構合金，由於其特殊的高強度和阻尼性能，在諸（zhū）多（duō）應用領域具有替（tì）代鋼和鋁（lǚ）合金的可能。例如鎂合金在汽車以及航空器組件方麵的輕量化應用，可降低燃料使用量和廢氣排放。 鎂合（hé）金具有原位降解性，並且其楊氏模量低，強度接近人骨，有優異的生物相容性，在（zài）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（yǒu）良好的導（dǎo）熱性和導電性，可以結合設計自由度，產生複雜的（de）內部結構和冷卻通道，適合冷卻更有效的工具（jù）插入模具，如半導體器件，也可用於微型換熱器，具有壁薄、形狀複雜的特征。 小結 現在適用於工業用3D打印的金屬材料種（zhǒng）類繁多，但是大部分隻有專用的粉末材料才能滿足3D找印的工（gōng）業生產要求。簡（jiǎn）單（dān）概括，3D 打印金屬粉末除需具備良好的可塑性外，還（hái）必須（xū）滿足粉末粒徑細小、粒度分布（bù）較窄、球（qiú）形（xíng）度高、流動性好和鬆裝密度高等要求。 相比國（guó）外，國內金屬3D打印材料（liào）大部分（fèn）依賴進口，價格昂貴（guì），這也促使國內（nèi）致力於3D打印金屬材料的（de）企業和機構自主研發金屬3D打印材料。 最具代表性的可提供金屬材料及服務的企業有西安鉑力特（tè）、中航（háng）邁特、無（wú）錫銀邦、上（shàng）海材料研究所（suǒ）、上海康速金屬材料、鑫烯三（sān）維科技等企（qǐ）業；支持（chí）金屬3D打印的設備公司有（yǒu），中航天地、武漢濱湖（hú）、廣東信達雅、永年激光、南京煜宸、中山漢邦、鑫精合、華（huá）曙高科、多能（néng）正光、北京（jīng）隆源、易加三維、恒通智（zhì）能、吳江（jiāng）中瑞、北方恒利等企業。