1.magas hőmérsékleten nem olvadó fém
Először is, 3D nyomtatás nem érhető el olyan fémekből, amelyek nem olvadnak meg magas hőmérsékleten. A fém 3D-nyomtatása alapvetően a fémpor vagy huzal hőforrás (például lézer- vagy elektronsugár) alatti hevítésén alapul, majd a rétegek egymásra rakása háromdimenziós szilárd anyagot képez. Következésképpen a fém nem dolgozható meg 3D nyomtatási technológiával, ha nem olvad meg magas hőmérsékleten. Például a 3D nyomtatás nem kivitelezhető egyes magas olvadáspontú fémek esetében, mint például a volfrám, rénium stb., amelyek olvadáspontja jelentősen meghaladja a 3D nyomtatási technológiával jelenleg elérhető legmagasabb hőmérsékletet.
2 .Reaktív fémek, valamint gyúlékony és robbanásveszélyesek
Ezenkívül számos reaktív fém, valamint éghető és robbanásveszélyes fém nem alkalmas 3D nyomtatásra. Ezek a fémek levegőn könnyen oxidálódnak, vagy nedvességgel reagálva oxidokat vagy hidrideket képeznek, amelyek befolyásolhatják az anyag jellemzőit és a nyomtatási minőséget. Például, bár az alumínium gátolja ezt az eljárást, a titán és az alumíniumötvözetek hajlamosak oxidrétegek képződésére a lézeres szinterezés során, és ezeket magas hőmérsékletű védelem alatt kell eltávolítani. Ezenkívül az aktív fémporok, például a titán és az alumínium robbanásveszélyes tulajdonságokkal rendelkeznek, apró részecskék formájában, ami növeli a feldolgozási biztonsági kockázatokat. Ezért még ha elméletileg a 3D nyomtatási technológiát is fel lehet használni ezeknek a fémeknek a feldolgozására, a gyakorlati működés során extra biztonsági óvintézkedéseket kell tenni, például inert gázt kell használni a légkör védelmére és a porkoncentráció szabályozását, ami növeli a feldolgozás nehézségét és költségét.
3.alacsony olvadáspontú illékony fémek
Továbbá 3D nyomtatásra alkalmatlanok az alacsony olvadáspontú és az illékony fémek. a hevítési folyamat során ezek a fémek hajlamosak az elpárolgásra vagy cseppfolyósodásra, ami nagy anyagveszteséget okoz a nyomtatási folyamat során, és kihívást jelent a stabil háromdimenziós struktúrák létrehozásában. A higany például egy alacsony olvadáspontú fém, amelynek olvadáspontja mindössze -38,83 fok, jóval a környezeti hőmérséklet alatt van, ezért nem nyomtatható 3D-ben. Hasonlóképpen, egyes, illékony elemeket tartalmazó ötvözetek nem alkalmasak 3D nyomtatásra, mivel az illékony összetevők a melegítés során elvesznek, ami az ötvözet összetételének megváltozását eredményezi, és ezáltal befolyásolja a végtermék teljesítményét.
4. Az anyagi tulajdonságokra vonatkozó korlátozások
A korábban említett elemeken kívül a fémanyagok bizonyos tulajdonságai korlátozhatják a 3D nyomtatási kapacitásukat. Például egyes fémek nagyfokú törékenységgel rendelkeznek, ami hajlamossá teszi őket a feldolgozás során repedésre és törésre; más fémek nagy viszkozitásúak, ezért olvadt állapotban nehéz pontosan kezelni. Ezek a jellemzők bonyolultabbá és drágábbá teszik a 3D nyomtatást, és még azt is okozhatják, hogy a kritériumoknak megfelelő alkatrészeket nem lehet hatékonyan előállítani.
5. Műszaki korlátozások és javítások
A fent leírt korlátok ellenére a mérnökök és kutatók azon dolgoznak, hogy ezeket leküzdjék. A 3D-ben nyomtatható fémek spektruma bővíthető például a nyomtatóberendezések és a folyamatparaméterek javításával, a nyomtatási hőmérséklet és sebesség növelésével, valamint egyedi por-előkészítési és -feldolgozási eljárások alkalmazásával. Ezenkívül rendszeresen terjednek bizonyos új 3D nyomtatási technológiák, mint például a közvetlen energialeválasztás és a ragasztós permetezés, amelyek több fémfajtához kínálnak feldolgozási lehetőséget.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/aluminium-heatsink-by-3d-additive.html