A fém 3D nyomtatás digitális hőfeldolgozási technológia. A fémek előkészítésére szolgáló jelenlegi 3D nyomtatási technológiák főként a következőket foglalják magukban: Szelektív lézerolvasztás (SLM), Elektronsugaras szelektív olvasztás (EBSM), Lézeres Near Net Shaping (LENS) stb.
Napjainkban a szelektív lézerolvasztás (SLM) a legelterjedtebb. Az ebben a technológiában általánosan használt anyagok a kiváló minőségű és drága titánötvözetek, a megfizethető rozsdamentes acél és a közepesen alkalmas alumíniumötvözetek. Egy-egy nemzedék az anyagok, egy generáció a berendezések, a különböző anyagokból készült dolgok minősége, pontossága, más és más a felhasználásuk is.
A fémtermékek 3D nyomtatásának kulcsfontosságú alapanyagaként a fémpor minősége nagymértékben meghatározza a termék végső formázó hatását. Ezért a kiváló minőségű por nagyon fontos a fém 3D nyomtatási technológia fejlesztéséhez. A fém 3D nyomtatás alapvető, közvetlen és kulcsfontosságú alapanyagaként a poranyagok kiváló minőségű, alacsony költségű poranyagok.
Új típusú könnyűfém szerkezeti anyagként a titánt és a titánötvözeteket széles körben használják a repülőgépiparban, a kőolajenergia-iparban, a hajógyártásban, a kémiai, biológiai, orvosi és egyéb területeken, és számos kiváló tulajdonsággal rendelkezik, mint például a nagy fajlagos szilárdság és a jó korrózióállóság. A fém 3D nyomtatás fontos rendszere és kutatási központjaként a 3D nyomtatású titánötvözet nemcsak az anyagfelhasználási arányt javítja, hanem megoldja a titánötvözet nehezen olvadó és könnyen szennyezhető problémáit is.
Az elmúlt években a 3D nyomtatási technológia folyamatos érettségének és fejlesztésének köszönhetően a titán 3D nyomtatás kulcsfontosságú kutatási objektummá vált a repülőgépiparban. Ha például az űrrepüléshez használt titánötvözeteket vesszük figyelembe, a 3D nyomtatás akár 30%-kal is megtakaríthatja az anyagokat a hagyományos eljárásokhoz képest. Költség, néhány 3D nyomtatott titánötvözet nagy és összetett alkatrész mérnöki hitelesítést végzett az autógyártás és a repülés területén.
A jó biokompatibilitás miatt a 3D nyomtatáshoz használt titán alapú anyagokat az orvostudományban is széles körben alkalmazzák. A páciens CT-vizsgálati adatait tovább modellezik, személyre szabott protéziseket terveznek és gyártanak 3D nyomtatási technológiával. Az orvostudományban itthon és külföldön is alkalmazták. Gyümölcsöző eredmények születtek. Számos sikeres eset volt klinikai műtétek során koponyák, szegycsontok, fogak, ízületek stb. 3D-nyomtatásával, és egyes termékek, amelyeket acetabuláris csészék képviselnek, tömegesen gyártottak.
A nagy teljesítményű vasalapú ötvözetanyagok előállítása jelenleg a hazai és külföldi tudományos kutatások középpontjában áll. A sokféle forrás és az alacsony árak miatt a rozsdamentes acél anyagok által képviselt vasalapú ötvözetek az egyik legkorábbi fémanyagok, amelyeket a 3D nyomtatásban használtak, és széles körben tanulmányozták és alkalmazzák a 3D nyomtatás területén.
A hagyományos öntési és kovácsolási technológiához képest a 3D nyomtatott rozsdamentes acél kiváló fizikai, kémiai és mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik, mint például nagy szilárdság, kiváló magas hőmérséklet-állóság, kopásállóság és korrózióállóság stb., valamint nagy méretpontossággal és anyaghasználattal párosul a repülésben. Széles körben használják a repülőgépgyártásban, az autóiparban, a hajógyártásban, a gépgyártásban és más iparágakban.
Jó magas hőmérsékletű kúszási teljesítményének, kiváló korrózióállóságának és kopásállóságának köszönhetően a szuperötvözetek alkalmasak hosszú távú használatra extrém körülmények között, mint például a magas hőmérséklet, a nagy nyomású vibráció és a korrózió. Használják őket az űrhajózásban, az autóipari motorok lapátjaiban, állórészekben, égésterekben stb. A turbinatárcsák és vágószerszámok, a szénenergia, az atomenergia, a kőolaj és más területek a tudományos kutatók körében széles körben kedveltek.
Mint fontos könnyű ötvözetanyag, az alumíniumötvözet általában a könnyű súly, a nagy szilárdság, a jó plaszticitás és a korrózióállóság előnyeivel rendelkezik. Rendkívül fontos szerepet játszik az űrhajózás, az autóipar és a hajózás területén. Az alumíniumötvözet 3D nyomtatási technológiájának fejlesztése kutatási területté vált. Az olyan kiváló tulajdonságok sorozata miatt, mint az alacsony költség, a rövid ciklusidő, a nagy pontosság, a szerszámok hiánya és a hálós öntés, a 3D nyomtatási technológia akkor jött létre, amikor a hagyományos technológia nem tudott megfelelni az összetett precíziós alkatrészek könnyű és kompozit gyártásának. .
Tanulmányok kimutatták, hogy az alumíniumötvözetek 3D-nyomtatásával sűrű alkatrészek, finom szerkezetek és az öntvényekhez hasonló mechanikai tulajdonságok érhetők el, vagy még jobbak is, mint az öntött alkatrészek. A hagyományos technológiai alkatrészekhez képest minősége 22%-kal, költsége 30%-kal csökkenthető. Ezen túlmenően a fémek és az ötvözőanyagok, például a réz és a magnézium. Az Sn-t széles körben tanulmányozták és alkalmazzák a repülés, a hadiipar, az autók és a műalkotások területén is.