日本京都大學利用3D打印技術打印了Ni-Ti合金人造骨

鋁合金具有優良的物理、化學和力學性能，在許多領域獲得了廣泛的應用，但是鋁合金自身的特性（如易氧化、高反射性和導熱性等）增加了選擇性激光熔化制造的難度。目前，SLM成形鋁合金中存在氧化、殘余應力、空隙缺陷及致密度等問題，這些問題主要通過嚴格的保護氣氛，增加激光功率，降低掃面速度等改善。目前，SLM成形鋁合金材料主要集中在Al-Si-Mg系合金，主要有鋁硅AlSi12和AlSi10Mg兩種。鋁硅12，是具有良好的熱性能的輕質增材制造金屬粉末，可應用于薄壁零件如換熱器或其他汽車零部件，還可應用于航空航天及航空工業級的原型及生產零部件；硅/鎂組合使鋁合金更具強度和硬度，使其適用于薄壁以及復雜的幾何形狀的零件，尤其是在具有良好的熱性能和低重量場合中。

第六代三叉戟II D5型彈道導彈使用了通過3D打印而生產的連接器后蓋，該部件可以保護導彈的電纜接頭。1英寸寬（2.5 cm）連接器后殼的附加打印工藝包括一層置于表面的細小鋁合金粉末層和一個激光或電子束加熱源，通過電腦控制，將粉末熔化，而后成固體金屬狀，其形態對應于這一層的最終產物。之后機器將放置下一層粉末并且重復這一過程直至這一零件加工完成。這一工藝不僅減少了材料的浪費，而且其加工時間縮短為傳統方法的一半。

高溫合金是指以鐵、鎳、鈷為基，能在600℃以上的高溫及一定應力環境下長期工作的一類金屬材料，其具有較高的高溫強度、良好的抗熱腐蝕性和抗氧化性能以及良好的塑性和韌性。目前按合金基體種類大致可分為鐵基、鎳基和鈷基合金3類。高溫合金主要用于高性能發動機，在現代先進的航空發動機中，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求越來越高。傳統的鑄錠冶金工藝冷卻速度慢，鑄錠中某些元素和第二相偏析嚴重，熱加工性能差，組織不均勻，性能不穩定。而3D打印技術在高溫合金成形中成為解決技術瓶頸的新方法。美國航空航天局聲稱，在2014年8月22日進行的高溫點火試驗中，通過3D打印技術制造的火箭發動機噴嘴產生了創紀錄的9t推力。

LEAP噴氣發動機采用3D打印的部件

Inconel 718是基于鐵鎳硬化的超合金，具有良好的耐腐蝕性及耐熱、拉伸、疲勞、蠕變性，適用于各種高端應用，例如，飛機渦輪發動機和陸基渦輪機等。Inconel 718合金是鎳基高溫合金中應用最早的一種，也是目前航空發動機使用量最多的一種合金。

鈷鉻合金具有高強度、耐腐蝕性強、良好的生物相容性以及無磁性的性能，主要應用于外科植入物包括合金人工關節、膝關節和髖關節，同時其還可用于發動機部件以及時裝、珠寶行業等。

鎂合金作為最輕的結構合金，由于其特殊的高強度和阻尼性能，在諸多應用領域鎂合金具有替代鋼和鋁合金的可能。例如鎂合金在汽車以及航空器組件方面的輕量化應用，可降低燃料使用量和廢氣排放。鎂合金具有原位降解性并且其楊氏模量低，強度接近人骨，優異的生物相容性，在外科植入方面比傳統合金更有應用前景。

3D打印技術自20世紀90年代出現以來，從一開始高分子材料的打印逐漸聚焦到金屬粉末的打印，一大批新技術、新設備和新材料被開發應用。金屬粉末的3D打印技術目前已取得了一定成果，但材料瓶頸勢必影響3D打印技術的推廣，3D打印技術對材料提出了更高的要求。現在適用于工業用3D打印的金屬材料種類繁多，但是只有專用的粉末材料才能滿足工業生產要求。因此，金屬粉末的3D打印技術的發展依舊任重而道遠。

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