第二部分：金屬材料

 

　　目前，大多數(shù)3D打印耗材是塑料，而金屬良好的力學(xué)強(qiáng)度和導(dǎo)電性使得研究人員對金屬物品的打印極為感興趣。

 

　　1.黑色金屬

 

　?。?）不銹鋼

 

　　不銹鋼（Stainless Steel）是不銹耐酸鋼的簡稱，耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質(zhì)或具有不銹性的鋼種稱為不銹鋼；而將耐化學(xué)腐蝕介質(zhì)（酸、堿、鹽等化學(xué)浸蝕）腐蝕的鋼種稱為耐酸鋼。由于兩者在化學(xué)成分上的差異而使他們的耐蝕性不同，普通不銹鋼一般不耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕，而耐酸鋼則一般均具有不銹性。

 

　　不銹鋼是最廉價的金屬打印材料，經(jīng)3D打印出的高強(qiáng)度不銹鋼制品表面略顯粗糙，且存在麻點(diǎn)。不銹鋼具有各種不同的光面和磨砂面，常被用作珠寶、功能構(gòu)件和小型雕刻品等的3D打印。

 

　　（2）高溫合金

 

　　高溫合金具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度，良好的抗氧化和抗熱腐蝕性能，良好的疲勞性能、斷裂韌性等綜合性能，已成為軍民用燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)熱端部件不可替代的關(guān)鍵材料。

 

　　高溫合金因其強(qiáng)度高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、不易成型加工和傳統(tǒng)加工工藝成本高等因素已成為航空工業(yè)應(yīng)用的主要3D打印材料。隨著3D打印技術(shù)的長期研究和進(jìn)一步發(fā)展，3D打印制造的飛機(jī)零件因其加工的工時和成本優(yōu)勢已得到了廣泛的應(yīng)用。

 

　　2.有色金屬

 

　?。?）鈦

 

　　鈦金屬外觀似鋼，具有銀灰光譯，是一種過渡金屬，在過去一段時間內(nèi)人們一直認(rèn)為它是一種稀有金屬。鈦并不是稀有金屬，鈦在地殼中約占總重量的0.42%，是 銅、鎳、鉛、鋅的總量的16倍。在金屬世界里排行第七，含鈦的礦物多達(dá)70多種。鈦的強(qiáng)度大，密度小，硬度大，熔點(diǎn)高，抗腐蝕性很強(qiáng)；高純度鈦具有良好的可塑性，但當(dāng)有雜質(zhì)存在時變得脆而硬。

 

　　采用3D打印技術(shù)制造的鈦合金零部件，強(qiáng)度非常高，尺寸精確，能制作的最小尺寸可達(dá)1mm，而且其零部件機(jī)械性能優(yōu)于鍛造工藝。英國的Metalysis公司利用鈦金屬粉末成功打印了葉輪和渦輪增壓器等汽車零件。此外，鈦金屬粉末耗材在3D打印汽車、航空航天和國防工業(yè)上都將有很廣闊的應(yīng)用前景。

 

　　（2）鎂鋁合金

 

　　鎂鋁合金因其質(zhì)輕、強(qiáng)度高的優(yōu)越性能，在制造業(yè)的輕量化需求中得到了大量應(yīng)用，在3D打印技術(shù)中，它也毫不例外地成為各大制造商所中意的備選材料。

 

　?。?）鎵

 

　　鎵(Ga)主要用作液態(tài)金屬合金的3D打印材料，它具有金屬導(dǎo)電性，其粘度類似于水，不同于汞(Hg)，鎵既不含毒性，也不會蒸發(fā)。鎵可用于柔性和伸縮性的電子產(chǎn)品，液態(tài)金屬在可變形天線的軟伸縮部件、軟存儲設(shè)備、超伸縮電線和軟光學(xué)部件上已得到了應(yīng)用。

 

　?。?）稀貴金屬

 

　　3D打印的產(chǎn)品在時尚界的影響力越來越大。世界各地的珠寶設(shè)計(jì)師受益最大的就是將3D打印快速原型技術(shù)作為一種強(qiáng)大且可以方便替代其他制造方式的創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)。在飾品3D打印材料領(lǐng)域，常用的有金、純銀、黃銅等。