工藝原理

選擇性激光熔化技術(shù)（SLM）：利用高能激光束按照三維模型的切片數(shù)據(jù)，選擇性地掃描金屬粉末床，使金屬粉末逐層熔化并凝固，最終堆積形成金屬零件手板模型。如在航空航天領(lǐng)域，通過 SLM 技術(shù)可打印出復(fù)雜的鈦合金結(jié)構(gòu)件。

電子束熔化技術(shù)（EBM）：使用電子束作為能量源，在真空環(huán)境下將金屬粉末逐層熔化并燒結(jié)成所需的零件模型。該技術(shù)適合制造一些對力學(xué)性能要求較高的金屬零件，如醫(yī)療器械中的鈦合金植入物。

材料選擇

不銹鋼：具有良好的耐腐蝕性、強(qiáng)度和韌性，廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)械制造等行業(yè)，可打印出各種機(jī)械零件、模具等手板模型。

鋁合金：密度低、強(qiáng)度高、導(dǎo)熱性好，常用于航空航天、汽車輕量化等領(lǐng)域，如打印飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體等手板模型。

鈦合金：具有高強(qiáng)度、低密度、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)異性能，主要應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療器械等高端領(lǐng)域，可制作人體骨骼植入物、航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉輪等手板模型。

優(yōu)勢

設(shè)計(jì)自由度高：能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)制造方法難以完成的復(fù)雜幾何形狀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如晶格結(jié)構(gòu)、中空結(jié)構(gòu)等，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)新提供了更大空間。

快速原型制作：從設(shè)計(jì)模型到完成手板模型的打印，只需幾個(gè)小時(shí)至幾十個(gè)小時(shí)，相比傳統(tǒng)制造方法，可大幅縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，加快產(chǎn)品上市速度。

定制化生產(chǎn)：可以根據(jù)客戶的個(gè)性化需求，快速定制生產(chǎn)出不同尺寸、形狀和功能的金屬零件手板模型，滿足多樣化的市場需求。

材料利用率高：按需添加材料，無需像傳統(tǒng)切削加工那樣去除大量材料，材料利用率可達(dá) 90% 以上，降低了材料成本。

局限性

成本較高：金屬 3D 打印設(shè)備價(jià)格昂貴，且打印材料成本也相對較高，尤其是一些稀有金屬材料，增加了產(chǎn)品的制造成本。

制造速度慢：打印過程需要逐層堆積材料，制造速度較慢，對于大批量生產(chǎn)需求的行業(yè)，效率較低。

后續(xù)加工復(fù)雜：打印后的零件表面粗糙度較高，尺寸精度有限，通常需要進(jìn)行打磨、拋光、熱處理等后續(xù)加工工序，增加了制造周期和成本。

應(yīng)用領(lǐng)域

航空航天領(lǐng)域：用于制造飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、機(jī)翼結(jié)構(gòu)件、起落架零件等，可減輕飛行器重量，提高性能和燃油效率。

汽車制造領(lǐng)域：可打印汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋、輪轂、內(nèi)飾件等零件，加速汽車新產(chǎn)品的研發(fā)和迭代，實(shí)現(xiàn)汽車輕量化設(shè)計(jì)。

醫(yī)療器械領(lǐng)域：能夠制造人體骨骼植入物、牙科修復(fù)體、手術(shù)器械等，滿足個(gè)性化醫(yī)療需求，提高治療效果和患者舒適度。

制作流程

三維模型設(shè)計(jì)：使用專業(yè)的 CAD/CAM 軟件，根據(jù)產(chǎn)品需求設(shè)計(jì)出金屬零件的三維模型，并導(dǎo)出為 STL 格式文件。

模型處理：將 STL 文件導(dǎo)入到專用的 3D 打印軟件中，進(jìn)行模型的檢查、修復(fù)、擺放定位、添加支撐結(jié)構(gòu)等處理，并設(shè)置打印參數(shù)，生成切片文件。

打印成型：將處理好的切片文件導(dǎo)入到 3D 打印設(shè)備中，選擇合適的金屬粉末材料，啟動(dòng)打印程序，設(shè)備按照切片數(shù)據(jù)逐層熔化堆積金屬粉末，完成金屬零件手板模型的打印。

后處理：打印完成后，取出模型，去除未熔化的金屬粉末和支撐結(jié)構(gòu)，然后進(jìn)行打磨、拋光、熱處理、表面涂層等后處理工序，以提高模型的精度、表面質(zhì)量和力學(xué)性能。