Metāla 3D druka ir digitālās termiskās apstrādes tehnoloģija. Pašreizējās 3D drukāšanas tehnoloģijas metālu sagatavošanai galvenokārt ietver: selektīvo lāzerkausēšanu (SLM), elektronu staru selektīvo kausēšanu (EBSM), lāzera tuvu tīkla veidošanu (LENS) utt.
Mūsdienās visplašāk tiek izmantota selektīvā lāzerkausēšana (SLM). Materiāli, ko parasti izmanto šajā tehnoloģijā, ir augstas kvalitātes un dārgi titāna sakausējumi, nerūsējošais tērauds par pieņemamu cenu un vidēji piemēroti alumīnija sakausējumi. Viena materiālu paaudze, viena iekārtu paaudze, no dažādiem materiāliem izgatavoto lietu kvalitāte un precizitāte ir atšķirīga, un arī to lietojumi ir atšķirīgi.
Kā galvenais izejmateriāls metāla izstrādājumu 3D drukāšanai, metāla pulvera kvalitāte lielā mērā nosaka izstrādājuma galīgo formēšanas efektu. Tāpēc augstas kvalitātes pulveris ir ļoti svarīgs metāla 3D drukas tehnoloģijas attīstībā. Kā metāla 3D drukas pamata, tiešā un galvenā izejviela pulvermateriāli ir augstas kvalitātes, zemu izmaksu pulvermateriāli.
Kā jauna veida vieglā metāla konstrukcijas materiāls titāns un titāna sakausējumi ir plaši izmantoti kosmosa, naftas enerģētikas, kuģu būves, ķīmijas, bioloģiskās, medicīnas un citās jomās ar virkni izcilu īpašību, piemēram, augsta īpatnējā izturība un laba izturība pret koroziju. Kā svarīga metāla 3D drukāšanas sistēma un pētniecības vieta, 3D drukāšanas titāna sakausējums var ne tikai uzlabot materiālu izmantošanas līmeni, bet arī atrisināt sarežģītās problēmas, kas saistītas ar titāna sakausējuma grūti izkausēt un viegli piesārņot.
Pēdējos gados, nepārtraukti pilnveidojoties un pilnveidojoties 3D drukas tehnoloģijai, titāna 3D druka ir kļuvusi par galveno pētniecības objektu aviācijas un kosmosa jomā. Ņemot par piemēru titāna sakausējumus kosmosa vajadzībām, 3D drukāšana var ietaupīt pat 30% materiālu salīdzinājumā ar tradicionālajiem procesiem. Izmaksas, dažas 3D drukātas titāna sakausējuma lielas un sarežģītas detaļas ir pabeigušas inženiertehnisko verifikāciju automašīnu ražošanas un aviācijas jomā.
Labās bioloģiskās saderības dēļ 3D drukas materiāli uz titāna bāzes ir plaši izmantoti arī medicīnas jomā. Pacienta CT skenēšanas dati tiek tālāk modelēti, un personalizētas protēzes tiek projektētas un ražotas, izmantojot 3D drukas tehnoloģiju. Tas ir izmantots medicīnas jomā gan mājās, gan ārvalstīs. Ir sasniegti auglīgi rezultāti. Klīniskajās operācijās ir bijuši daudzi veiksmīgi 3D drukāšanas gadījumi galvaskausiem, krūšu kauliem, zobiem, locītavām utt., un daži produkti, ko attēlo acetabular kausiņi, ir ražoti masveidā.
Augstas veiktspējas dzelzs sakausējumu materiālu sagatavošana pašlaik ir zinātnisko pētījumu uzmanības centrā gan mājās, gan ārvalstīs. Plašā avotu klāsta un zemo cenu dēļ dzelzs sakausējumu materiāli, ko pārstāv nerūsējošā tērauda materiāli, ir viens no agrākajiem metālu materiāliem, ko izmanto 3D drukāšanā, un tie ir plaši pētīti un pielietoti 3D drukāšanas jomā.
Salīdzinājumā ar tradicionālo liešanas un kalšanas tehnoloģiju, 3D drukātajam nerūsējošajam tēraudam ir lieliskas fizikālās, ķīmiskās un mehāniskās īpašības, piemēram, augsta izturība, lieliska augstas temperatūras izturība, nodilumizturība un izturība pret koroziju utt., kā arī augsta izmēru precizitāte un materiālu izmantošana aviācijā. To plaši izmanto kosmosa, automobiļu, kuģu būves, mašīnu ražošanas un citās nozarēs.
Pateicoties labajai šļūdei augstā temperatūrā, lieliskajai izturībai pret koroziju un nodilumizturībai, supersakausējumi ir piemēroti ilgstošai lietošanai ekstremālos apstākļos, piemēram, augstā temperatūrā, augsta spiediena vibrācijā un korozijā. Tos izmanto kosmiskajā aviācijā, automobiļu dzinēju lāpstiņās, statoros, sadegšanas kamerās utt. Zinātniskie pētnieki plaši iecienījuši turbīnu diskus un griezējinstrumentus, ogļu enerģiju, kodolenerģiju, naftu un citas jomas.
Alumīnija sakausējumam kā svarīgam vieglā sakausējuma materiālam parasti ir viegls svars, augsta izturība, laba plastika un izturība pret koroziju. Tam ir ārkārtīgi svarīga loma kosmosa, automobiļu un kuģu jomā. Alumīnija sakausējuma 3D drukas tehnoloģijas attīstība ir kļuvusi par vienu no karstajiem punktiem. Pateicoties virknei izcilu īpašību, piemēram, zemas izmaksas, īss cikla laiks, augsta precizitāte, nav nepieciešamas veidnes un tīkla formēšana, 3D drukas tehnoloģija radās, kad tradicionālā tehnoloģija nespēja nodrošināt sarežģītu precizitātes komponentu vieglo un salikto ražošanu. .
Pētījumi ir parādījuši, ka 3D drukāšanas alumīnija sakausējumi var iegūt blīvas detaļas, smalkas struktūras un mehāniskās īpašības, kas ir salīdzināmas ar lējumiem vai pat labākas nekā liešanas formas. Salīdzinot ar tradicionālajām procesa daļām, tā kvalitāti var samazināt par 22%, bet izmaksas var samazināt par 30%. Turklāt metāli un sakausējumu materiāli, piemēram, Cu un Mg. Sn ir arī plaši pētīti un izmantoti aviācijas, militārās rūpniecības, automašīnu un mākslas darbu jomās.