金属增材制造(3D打印)的核心原材料是金属粉末。这些粉末通过激光或电子束逐层熔融堆叠,最终形成复杂零件。目前市场主要的金属粉末可分为以下四类,每类都有独特的性能与适用场景:
| 材料类型 | 代表材料 | 核心特性 | 典型应用 |
| 钛合金 | Ti-6AI-4V(TC4) | 高强度重量比、耐腐蚀、生物相容性 | 航空航天结构件、骨科植入物 |
| 不锈钢 | 316L | 耐腐蚀、高韧性、成本低 | 汽车零件、工业模具 |
| 镍基高温合金 | Inconel718/625 | 耐高温(100℃+)、抗疲劳、抗氧化 | 航空发动机叶片、火箭喷嘴 |
| 钴铬合金 | CoCrMo | 高硬度、耐磨性、生物相容性 | 牙科修复体、人工关节 |
其他重要成员:
铝合金:轻量化首选,用于汽车和消费电子。
铜合金:高导热性,适用于散热器和电气元件。
模具钢:高耐磨性,用于注塑模具和工具。
金属粉末物理特性:
球形度:越接近球形,流动性越好,打印层更均匀(如等离子旋转电极法粉末球形度>90%)。
粒度分布:15-53μm细粉适合高精度零件,53-150μm粗粉用于大尺寸部件。
含氧量:钛合金粉末需控制氧含量<1000ppm,否则易脆裂。
金属粉末化学特性:
成分均匀性:直接影响零件力学性能,需通过雾化工艺严格控制。
金属粉末优势:
设计自由:可打印传统工艺无法实现的复杂内腔、点阵结构,如航空发动机轻量化叶片。
材料高效:利用率高达95%,远高于传统加工的50%。
性能优异:镍基合金零件耐高温性能超越铸造件,钛合金强度媲美锻造件。