高密度鎢合金粉末因其熔點高達3422℃和優(yōu)異的輻射屏蔽性能，被用于核反應堆部件和航天器推進系統(tǒng)。通過電子束熔融（EBM）技術，可制造厚度0.2mm的復雜鎢結構，相對密度達98%。但打印過程中易因熱應力開裂，需采用梯度預熱（800-1200℃）和層間退火工藝。新研究通過添加1% Re元素，將抗熱震性能提升至1500℃急冷循環(huán)50次無裂紋。全球鎢粉年產(chǎn)能約8萬噸，但適用于3D打印的球形粉末（粒徑20-50μm）占比不足5%，主要依賴等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化（PREP）技術生產(chǎn)。金屬注射成型（MIM）技術結合了粉末冶金和塑料注塑的工藝優(yōu)勢。浙江冶金粉末咨詢
3D打印鈦合金（如Ti-6Al-4V ELI）在醫(yī)療領域顛覆了傳統(tǒng)植入體制造。通過CT掃描患者骨骼數(shù)據(jù)，可設計多孔結構（孔徑300-800μm），促進骨細胞長入，避免應力屏蔽效應。例如，顱骨修復板可精細匹配患者骨缺損形狀，手術時間縮短40%。電子束熔化（EBM）技術制造的髖關節(jié)臼杯，表面粗糙度Ra＜30μm，生物固定效果優(yōu)于機加工產(chǎn)品。此外，鉭金屬粉末因較好的生物相容性，被用于打印脊柱融合器，其彈性模量接近人骨，降低術后并發(fā)癥風險。但金屬離子釋放問題仍需長期臨床驗證。福建鈦合金粉末鈦合金粉末憑借其高的強度、耐腐蝕性和生物相容性，被廣泛應用于航空航天部件和醫(yī)療植入體的3D打印制造。
微波燒結技術利用2.45GHz微波直接加熱金屬粉末，升溫速率達500℃/min，能耗為傳統(tǒng)燒結的30%。英國伯明翰大學采用微波燒結3D打印的316L不銹鋼生坯，致密度從92%提升至99.5%，晶粒尺寸細化至2μm，屈服強度達600MPa。該技術尤其適合難熔金屬：鎢粉經(jīng)微波燒結后抗拉強度1200MPa，較常規(guī)工藝提升50%。但微波場分布不均易導致局部過熱，需通過多模腔體設計和AI溫場調(diào)控算法（精度±5℃）優(yōu)化。德國FCT Systems公司推出的商用微波燒結爐，支持比較大尺寸500mm零件，已用于衛(wèi)星推進器噴嘴批量生產(chǎn)。
3D打印多孔鉭金屬植入體通過仿骨小梁結構（孔隙率70%-80%），彈性模量匹配人體骨骼（3-30GPa），促進骨整合。美國4WEB Medical的脊柱融合器采用梯度孔隙設計，術后6個月骨長入率達95%。另一突破是鎂合金（WE43）可降解血管支架：通過調(diào)整激光功率（50-80W）控制降解速率，6個月內(nèi)完全吸收，避免二次手術。挑戰(zhàn)在于金屬離子釋放控制：FDA要求鎂支架的氫氣釋放速率＜0.01mL/cm/day，需表面涂覆聚乳酸-羥基乙酸（PLGA）膜層，工藝復雜度增加50%。
SLM是目前應用廣的金屬3D打印技術，其主要是通過高能激光束（功率通常為200-1000W）逐層熔化金屬粉末，形成致密實體。工藝參數(shù)如激光功率、掃描速度和層厚（通常20-50μm）需精確匹配：功率過低導致未熔合缺陷，過高則引發(fā)飛濺和變形。為提高效率，多激光系統(tǒng)（如四激光同步掃描）被用于大尺寸零件制造。SLM適合復雜薄壁結構，例如航空航天領域的燃油噴嘴，傳統(tǒng)工藝需20個部件組裝，SLM可一體成型，減少焊縫并提升耐壓性。然而，殘余應力控制仍是難點，需通過基板預熱（比較高達500℃）和支撐結構優(yōu)化緩解開裂風險。金屬粉末的回收利用技術可降低3D打印成本并減少資源浪費。廣西模具鋼粉末合作
3D打印金屬粉末的球形度和粒徑分布直接影響打印件的致密度和力學性能。浙江冶金粉末咨詢
粘結劑噴射（Binder Jetting）通過噴墨頭選擇性沉積粘結劑，逐層固化金屬粉末，生坯經(jīng)脫脂（去除90%以上有機物）和燒結后致密化。其打印速度是SLM的10倍，且無需支撐結構，適合批量生產(chǎn)小型零件（如齒輪、齒科冠橋）。Desktop Metal的“Studio System”使用420不銹鋼粉，燒結后密度達97%，成本為激光熔融的1/5。但該技術對粉末粒徑要求嚴苛（需＜25μm），且燒結收縮率高達20%，需通過數(shù)字補償算法預先調(diào)整模型尺寸。惠普（HP）推出的Metal Jet系統(tǒng)已用于生產(chǎn)數(shù)百萬個不銹鋼剃須刀片，良品率超99%。浙江冶金粉末咨詢
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