3D打印技术在不同金属及合金中的应用

　　3D钨金属打印

　　在目前主流的3D打印分类维度中，根据所用材料的不同，分为金属3D打印和非金属3D打印，并根据不同的技术特征进一步区分。金属3D打印因其壁垒高、价值高、未来应用空间大，比非金属3D打印更受关注。

　　其中，用于金属3D打印的主流技术包括选择性激光熔化(SLM)、电子束熔化(EBM)和激光近净成形(LENS)。印刷原料多为铁、钛、镍、钢等金属粉末。多用于航空航天、军事、医疗器械等性能要求高的领域。非金属3D打印使用的主流技术有选择性激光烧结(SLS)、立体光刻设备(SLA)、熔融沉积成型(FDM)、三维打印(3DP)、材料注射成型(PJ)等。多用于工业模具、娱乐创意、医疗用品等非标产品的制造。

　　3D打印又称之为增材制造，发展于20世纪初80年代。3D打印一般是以金属粉末、金属丝材、塑料丝材等为基材，以数字模型的文件为基础，通过逐层堆叠累计的方式构建三位模型，是第三次工业革命标志性的成果。3D打印作为新型的制造技术，可实现复杂零件的快速成形，很大程度的节约了时间，现如今在航天航空、汽车、医疗、新能源、工艺设计等方面扮演着越来越重要的角色。

　　在熔融沉积成形(Fused Deposition Modeling，FDM)、光固化成形、选择性激光烧结、激光近净成形、电子束选区熔化等3D打印方式中，FDM是市场应用最广、成本最低的打印方式之一，该打印技术是由Scott Crump在1989年发明出来的。

　　FDM工作原理见图1。FDM打印主要包括送料、熔融挤出、成形三个过程。第一阶段，丝材在齿轮和驱动电机的作用下送入喷头处。第二阶段，丝材在喷头处被加热至熔融态，经喷嘴挤出。第三阶段，喷嘴按照计算机设定的路径将熔融态的丝材沉积在打印平台上，当一层结束后，打印喷头上升设定的高度，逐层堆积，直到零件打印成形。