3D打印技术是对材料制造技术的变革

来源：中为咨询www.zwzyzx.com 【日期：2016-11-11 15:08:19】【打印】【关闭】

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传统金属材料的制备基本都是用熔炼的方法：真空感应熔炼、真空自耗重熔、电渣重熔、电子束精炼等，这些方法在熔炼的过程中要控制夹杂物、控制晶体。假如熔炼一个50T的铸锭，要在这么大体积材料中控制气体、控制晶体形核是很困难的，但是用增材制造技术后，

1、相当于小熔炉熔炼，首先炼的是比如5G，对熔炼5G材料的控制，比如温度、精度、晶体状态、夹杂物、气体含量等的精度肯定比50T材料的精度高；

2、冷却速度不同，传统工艺整体制造大铸锭从高温冷却时间长，用增材制造技术可能0.1秒就从高温冷却到室温了，这种方法制备材料的形核率，化学成分的均匀性是远远高于传统工艺的。

3、对熔炼温度梯度的控制，传统工艺做不到。

3D打印技术这种制造方式与传统制造方式的区别导致3D打印在高性能新材料的数字制备能力方面有无法比拟的优势：

研究报告高性能非平衡材料制备与复杂结构制造：小熔池熔炼的可控性和快速冷却可以使结晶出来的晶粒达到微米级，化学成分极端均匀，这样做出来的金属材料都是非平衡的，金属材料最好的性能都是非平衡状态的，能量最高的状态的时候性能最好。

调查报告高活性难溶难加工材料制备与结构制造：有些材料性能太活泼，熔点太高，用传统方法不好熔炼，用电子束或者激光可以熔化任意材料。比如钛金属，太活波，找不到膜壳装，需要用非接触的方法去熔炼，而采用3D打印技术堆积制造，本身不与任何材料接触。

高性能梯度材料制备与结构制造：梯度材料就是非均质的材料，每个部分的结构、成分、性质都不一样，比如某些部分耐高温，某些部分耐磨、某些部分耐腐蚀等，不同的部位用不同的材料而且实现梯度变化，这是一种全新的材料。如果用传统的方法制造要实现这么多功能必定是很多零件接在一起。

高性能材料多尺度复合制备与结构制造：把不同性能的材料混合在一起。

新材料/超材料制备与超常结构制造：严格意义上的新材料，现在没有的，用3D打印创造出来的材料。

创造超常结构实现超常功能：主要通过控制材料和零件的结构实现一些全新的性能。比如密歇根大学研制的“负热膨胀系数”结构，实现材料和结构的热缩冷胀性能，现阶段我们用的所有的金属材料都是基于现阶段的材料制备技术，未来性能更好的金属材料可能是全新的牌号。

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