金属材料的3D打印是今后发展的重点方向,其在应用领域有明显优势:1、相对传统工艺,在前期研发和样品试制阶段,可以实现低成本、高效率、便于修改;2、在复杂件生产中如模具制造、产品直接成型,可优化设计,降低成本,实现原来无法实现的产品结构,亦可减少零件数量、提高系统可靠性;3、对破损的部件可以实现修复,不需要重复生产,利用率大大提高。世界最大的民用和军用飞机发动机、部件和集成系统制造商GE航空集团总裁兼首席执行官戴维·乔伊斯就对3D打印技术在航空业的应用前景非常看好。“对产品设计师而言,过去他们会受到很多来自生产流程和制造工艺方面的限制,这是一件痛苦的事。有一些零件在没有3D打印技术的情况下是不可能实现的。3D打印技术让这些限制消失了,给了设计师们一种全新的思维方式和更大的创造空间,”他说。2013年GE航空的销售额为220亿美元,其中32%来自于民用发动机,18%来自于军用发动机,37%来自于发动机的后期维护服务。乔伊斯还用实际的例子说明了3D打印技术给公司带来的革新,一款手掌大小的喷油嘴,如果按照传统的生产工艺,需要由20个零部件组成,而3D打印令这些零件成为一个整体,并且重量轻25%。不仅减少了大量组装时间,由于产品是一体化的,喷油嘴的寿命也比原来要长5倍,维护成本也大大降低了。
当然目前金属材料3D打印在工业生产领域的应用,仍处于快速发展阶段,还有非常大的空间。首先3D打印耗材材料品种仍然较少,且真正能满足3D打印的金属材料价格较贵(用于3D打印耗材价格一般是同质普通材料的数倍甚至百倍,如全球等离子雾化金属粉末行业领导者AP&C生产的金属钛粉价格高达0.5-1万元/千克,比原料海绵钛45元/千克的价格高出100以上)。其次金属材料打印技术当前还不够成熟,各国都在加大大型金属材料3D打印机以及所用金属耗材的研发力度。不管是3D打印机本身以及其所有打印的金属器件都离不开各种性能特异的稀有金属材料。相信随着3D金属打印技术的进步,材料用量增加,材料技术突破,企业数量增加,特别是我国企业真正意义上取得突破后,相关金属材料的应用前景将非常广阔。