金属3D打印材料一览

1。简介：各种金属粉末及线材

在工业金属3D打印中，材料是最终部件的机械性能、耐热性和成本的决定性因素。增材制造系统只能加工少数合金的日子早已一去不复返了。

如今，有多种经过认证的材料可供选择 - 从汽车行业的轻质铝到燃气轮机的耐高温超级合金。本指南对增材制造中最重要的材料组进行了结构化概述。

2。不锈钢（不锈钢）

不锈钢是金属 3D 打印中最常用的材料。它们兼具强度、延展性和耐腐蚀性。

2.1 奥氏体不锈钢（316L / 1.4404）

• 特性：非常好的耐腐蚀性、易于焊接、生物相容性。
• 应用：医疗技术（植入物、手术器械）、食品工业、海事部件。
• 印刷工艺：PBF、DED、WAAM、粘合剂喷射。

2.2马氏体不锈钢（17-4 PH / 1.4542）

• 特性：比 316L 具有更高的强度和硬度，可通过热处理硬化。
• 应用：泵组件、设备、高应力机械组件。

3。工具钢

工具钢极其坚硬且耐磨。它们是增材工具和模具制造的支柱。

3.1 热作钢 (H13 / 1.2344)

• 特性：即使在高温下也能保持硬度。
• 应用：压铸模具、锻造模具。

3.2 马氏体时效钢 (1.2709)

• 特性：时效（硬化）后具有极高的强度和韧性。热处理前非常容易加工。
• 应用：具有随形冷却功能的塑料注塑模具、赛车运动中的高强度驱动部件。

4。钛及钛合金

钛是轻质结构的优质材料。它结合了高机械强度、低密度和卓越的耐腐蚀性。

4.1 Ti6Al4V（钛 5 级）

• 特性：钛合金的“主力”。优异的强度重量比。难以进行常规加工，因此非常适合增材制造。
• 应用：航空航天（涡轮机壳体、结构部件）、赛车运动、医疗技术（骨科植入物）。
• 打印工艺：主要采用 PBF，大型部件也越来越多地采用 WAAM。

5。镍基合金（高温合金）

在不锈钢和钛也会熔化或失效的环境中，会使用镍合金。

5.1 铬镍铁合金 718 和铬镍铁合金 625

• 特性：极高的耐热性（高达约 700°C 的连续负载）、抗氧化性和抗蠕变性。
• 应用：火箭发动机中的燃烧室、固定式燃气轮机中的热气部件、赛车运动中的涡轮增压器。

6。铝合金

铝质轻、导热性好且成本效益高。它是重量优化系列组件的首选材料。

6.1 AlSi10Mg

• 特性：一种典型的铸造合金，可以使用硅和镁进行出色的焊接，因此也可以进行增材加工。
• 应用：热交换器、汽车行业的轻质部件、外壳。

6.2 Scalmalloy (Al-Mg-Sc)

• 特性：一种专为 3D 打印而开发的特殊高性能钪合金。提供几乎钛的强度和铝的密度。
• 应用：机器人、航空航天、高端赛车运动。

7。铜及铜合金

长期以来，铜由于其高反射率而被认为是“不可印刷的”（红外激光被拒绝）。现在通过引入绿色激光器（例如通快）和改进的工艺参数已经解决了这个问题。

7.1 纯铜 (Cu) 和 CuCr1Zr

• 属性：最大导电率和导热率。
• 应用：感应线圈、热交换器、电动机（电动汽车）部件、火箭喷嘴。