科技的進步早已讓我們能夠列印出三維物件。隨著 3D 印表機成本的持續降低，這項技術已獲得了顯著的發展趨勢 - 將數位設計轉換成實體物件現在比以往任何時候都更容易獲得。.
本文中、, KingsMG 詳細介紹了主要的 3D 金屬列印製程和材料，讓您可以更好地評估其成本、優勢和應用潛力。.
目錄
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3D 金屬列印技術的類型
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金屬 3D 列印的材料選擇
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影響材料選擇的因素
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3D 列印中使用的常見金屬
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金屬 3D 列印零件的後處理技術
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金屬 3D 列印的優點與限制
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3D 金屬列印的優點
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3D 金屬列印的缺點
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尾註
3D 金屬列印技術的類型
用於 3D 列印金屬物件的特定技術取決於您專案的規模、幾何形狀和所需的物理特性。以下是一些最常見的方法：
1.粉末床融合
在這個製程中，一層薄薄的金屬粉末鋪在建置平台上，然後用高功率雷射選擇性地熔化粉末，形成物件的每一層。接著，建構平台降低，再加入另一層粉末。這個過程一直持續到完整的 3D 結構完成為止。.
此方法包括兩大子類型： 選擇性雷射熔融 (SLM) 和 直接金屬雷射燒結 (DMLS).
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SLM 完全熔化金屬粉末，通常使用熔點一致的純金屬。.
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DMLS, 相較之下，燒結技術是利用具有多種熔解溫度的金屬合金，在分子層級進行熔解。.
由於其精確度和控制性，粉末床熔接被廣泛用於製造 渦輪葉片、火箭發動機零件、醫療植入物、珠寶和美術雕塑.
2.黏結劑噴射
結合劑噴射是以粉末與液體結合劑交替層疊的方式製造金屬物件。一旦達到所需的幾何形狀，多餘的粉末會被移除，然後物件會在熔爐中燒結，使金屬顆粒熔化。.
此製程具成本效益，適用於 大型複雜組件. .應用包括 建築模型、飛機機身部分、引擎零件，甚至生物醫學支架.
3.定向能量沉積 (DED)
DED 將熔融金屬逐層沉積以形成物件。高功率雷射或電子束將金屬粉末或金屬線材直接熔化在基板上，並在過程中建立幾何形狀。.
此方法是 非常通用 可製造或維修大型、高強度金屬零件。常用於 航太、國防、汽車及發電產業.
4.積層物件製造 (LOM)
LOM 是一種薄片貼合製程，也適用於金屬。物件被切成多層，然後印在塗有黏合劑的金屬箔薄片上。然後，每張薄片都經過雷射切割，並在壓力下堆疊成最後的零件。.
雖然 LOM 零件需要後處理（例如打磨或拋光），但這種方法具有成本效益，適用於 原型、模擬、藝術或教育應用.
5.超音波快速成型製造 (UAM)
UAM 也是堆疊薄金屬箔，但不是使用熱量或壓力，而是使用 超音波震動 以在原子層級接合金屬層。其結果是一個堅固、低密度且具有特殊接合強度的零件。.
UAM 用於 飛機零件、生物醫學植入物、電子裝置和汽車系統 - 任何地方，輕巧又耐用的材質都是不可或缺的。.
金屬 3D 列印的材料選擇
3D 列印中的材料選擇至關重要，並取決於所選製程、所需特性和應用環境。.
影響材料選擇的因素
1.申請要求
每個應用程式都有獨特的需求。例如
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鈦 適合 生物醫學植入物 因為它具有生物相容性和耐腐蝕性。.
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鋁合金 西服 航太元件, 輕巧且具成本效益。.
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銅 用於 電器零件 由於其優異的導電性。.
2.與印刷技術相容
並非每種金屬都適用於每種技術：
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脆性金屬，如 鑄鐵 可能會在 DED 期間裂開。.
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熔點極高的金屬（例如、, 鎢)需要過多的能源才能有效率地印刷。.
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反應性或磁性金屬可能對製程帶來挑戰，例如 粘結劑噴射 或 粉末床融合.
3.成本、可用性和後期處理
昂貴的金屬，例如 黃金或白金 是珠寶和高價值電子產品的專用材料。其他金屬 - 例如鈦或鈷鉻 - 通常需要大量的後加工處理，以解決粗糙表面或翹曲問題。.
3D 列印中使用的常見金屬
以下是目前 3D 列印最常使用的一些金屬：
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不銹鋼 - 耐用且用途廣泛，是 醫療、航太與汽車 零件。.
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鋁合金 - 重量輕、耐腐蝕；用於 航太與汽車 元件。.
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銅 - 優異的電導體和熱導體；適合 電子 和 熱交換器.
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金、銀、白金 - 用於 奢華珠寶和收藏品.
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鈷鉻合金 - 生物相容性；廣泛應用於 牙科與醫療植體.
金屬 3D 列印零件的後處理技術
金屬 3D 列印零件通常需要加工處理，以改善表面品質、機械強度或外觀。常見的後處理方法包括
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機械加工 - 去除多餘的材料，並精細化形狀和表面處理。.
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拋光 - 磨光和平滑表面，改善美觀和功能。.
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熱處理 - 增強強度和彈性，同時防止氧化。.
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應力消除退火 - 減少內部應力，防止翹曲或開裂。.
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表面塗層 - 增加保護層或裝飾層。.
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電鍍 - 沉積金屬塗層，以提高耐用性或導電性。.
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熱等靜壓 (HIP) - 使用高壓和高溫消除多孔性並增加密度。.
金屬 3D 列印的優點與限制
了解金屬 3D 列印的兩面性有助於製造商就可行性和投資做出明智的決策。.
3D 金屬列印的優點
1.設計彈性
金屬 3D 列印可實現傳統方法無法達成的高度複雜幾何形狀。客製化的生物醫學植入物、輕量的航太結構以及複雜的珠寶都能從這種自由設計中獲益。.
2.快速準確的原型製作
使用 3D 列印、, 快速成型 可讓設計師和工程師在大量生產前快速視覺化和測試概念，加速創新。.
3.高效資源利用
作為一個 快速成型製造 在製程中，3D 列印只使用必要的材料，將浪費減至最低。由於列印可在當地完成，因此也降低了物流和儲存成本。.
4.精確度與重複性
逐層方法可確保 微米級精度, 因此是醫療裝置和電子元件的理想選擇。此外，一致的校正可確保 高重複性 - 對於均勻的產品品質至關重要。.
3D 金屬列印的缺點
儘管金屬 3D 列印具有優勢，但仍面臨著顯著的挑戰：
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有限責任 材料選項 - 某些金屬 (如鋅或鉛) 不適合印刷。.
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受限制 建立容量, 限制了大規模生產。.
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粗糙表面處理, 通常需要後處理。.
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生產速度慢, 特別是大型或細緻的零件。.
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高耗能 和 成本 由於設備和原材料。.
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廣泛 後處理 需求，視所使用的材料和方法而定。.
尾註
金屬 3D 列印已成為現代製造業的變革力量，解開了曾經被視為不可能的設計和應用。隨著技術的進步，成本不斷下降，可及性也不斷提高，使其成為全球各行各業越來越可行的選擇。.
在 KingsMG, 我們相信金屬製造的未來在於創新、精準和永續性。無論您是要開發航太元件、醫療植入物或藝術創作，金屬 3D 列印都能提供彈性與效能，將您的想法實現。.
