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铝合金

熔点较低，快速熔凝过程中温度梯度相对较小，容易加工成型且成形件不易变形开裂，但是易氧化、具有高反射性和导热性等特性。目前对于铝合金更多的是基于SLM的研究与应用。

镁合金

最轻的结构合金，由于其特殊的高强度和阻尼性能，在诸多应用领域具有替代钢和铝合金的可能。另外具有原位降解性、优异的生物相容性等特点，在生物医疗行业比传统合金更有应用前景。

其它合金

还包括硬质合金、钴铬合金、以及Cu-Su、WNi、Ni-Al和Nb-Ti-Si等金属间化合物材料和一些梯度材料。

金属增材制造技术的应用

成形传统制造难度大的零件

在制造领域，有些零部件形状复杂、制备周期长，应用传统铸造锻造工艺生产不出来或损耗较大。而金属增材制造技术则可以快速制造出满足要求的零部件，并具有加工周期短、制造成本低、无需工装和模具等优势。

通过金属3D打印的异型水路模具设计时间减少了75%、制造端人力节省了50%、射出模具生产周期缩短了14％、制造费用降低了16%等。

制备高成本材料零件

金属材料是制造领域必不可少的重要材料，但是在实际的加工过程中，却存在着不少问题，例如钛合金、高温合金、超高强度钢等材料难加工、加工成本高、材料利用率低，加工周期长等。

美国最大的航空发动机制造公司之一普惠公司应用增材制造技术用于发动机的镍基合金和钛合金部件的研制，结果显示：不但获得了与当前材料一致的性能，大大缩短了制造周期，提升了复杂几何结构的制造精度；而且原材料消耗降低了50%，并将发动机的BTF比（原材料质量与部件最终质量之比）从传统工艺的20:1降低到2:1以下，有效的提高了部件的质量和降低了制造成本。

快速成形小批量非标件

3D打印非常适合个性化定制生产、小批量生产。当前，金属增材制造的个性化制造在医疗器械的应用极为突出，一方面用于打印具有个性化需求的植入物/假体或模仿仿生原理的复杂结构。

这些植入物通过3D打印技术的精确控制，有效实现外在轮廓及内部结构的同步重建，以满足其与患者局部解剖结构的高度匹配，其中具有生物相容性的钛合金材料是重要的加工材料，打印出来的多孔结构植入物，可以更好的与人体组织结合。另一方面，金属增材制造技术还可用于为病人量身定做植入手术所需的精密部件，例如华南理工大学利用激光选区熔化技术（SLM）已成功研制了外科手术所需的个性化辅助导板。

高性能成形修复受损零件

高成本零件的成形修复也是金属增材制造技术的突出优势。过去，对于受损零部件只能做表面的涂层修复，并且维修工序步骤繁多，还涉及到一些额外的步骤如加工、抛光、测试等，同时还受维修时限条件的制约，耗时较长；而对于损伤稍严重的零部件也只能作更换处理。金属增材制造技术则可以对任意缺失或损环的部分进行快速成形和修复。

例如航空航天零件结构复杂、成本高昂，一旦出现瑕疵或缺损，只能整体换掉，可能造成数十万、上百万元损失。而通过金属3D打印技术，可以用同一材料将缺损部位修补成完整形状，修复后的性能不受影响，大大延长了使用寿命，降低了成本，减少了停机时间。

异质材料的组合制造

对于传统制造方式（铸造、锻造等）来讲，将不同材料组合成单一产品非常困难，但是增材制造技术有能力使不同原材料进行组合制造。

针对部分工业零件适当利用增材制造技术进行组合制造，不同的结构部位采用不同类别的金属材料，不仅大大提高结构件的性能，而且降低了成本，特别是昂贵材料的成本。同时，也把增材制造技术成型复杂精细结构的优势与传统制造技术高精度本的优势结合起来，形成了最佳的制造策略。

轻量化制造

增材制造技术快速自由成型的特点，给产品的设计带来了无限的创新空间，为实现最优化的设计提供了有效的制造途径。金属增材制造技术则可以使这些经拓扑优化后的创新模型，不用考虑制造约束并快速实现制造。

例如空客A320飞机的大尺寸“仿生”机舱隔离结构，这一结构是通过拓扑优化设计，金属3D打印制造而成，材料是采用的超强且轻质合金材料Scalmalloy。A320全新的机舱设计与原有的隔离结构相比，新型的仿生隔离结构由几个不同的部件组成，不仅强度更高，而且将其总量减轻了45%。

金属增材制造厂商巡礼

3D模型设计软件商

金属3D打印设备商

金属3D打印材料商

金属增材制造技术趋势分析

1.提升工艺水平，加强工艺技术瓶颈的突破

2.加强对新材料的研发与现有材料的改进

3.金属材料特性及成形工艺标准体系的建立

4.与传统制造技术融合，实现混合加工

5.与拓扑优化等创新技术融合，形成从设计到制造的闭环