1.kim loại không tan ở nhiệt độ cao
Trước hết, in 3D không thể đạt được từ kim loại không tan chảy ở nhiệt độ cao. Kim loại in 3D về cơ bản dựa trên việc nung nóng bột hoặc dây kim loại dưới nguồn nhiệt (như tia laze hoặc tia điện tử), sau đó xếp lớp tạo thành chất rắn ba chiều. Do đó, kim loại không thể gia công được bằng công nghệ in 3D nếu nó không thể tan chảy ở nhiệt độ cao. Ví dụ: in 3D không khả thi đối với một số kim loại có điểm nóng chảy cao như vonfram, rhenium, v.v. có điểm nóng chảy vượt quá nhiệt độ lớn nhất hiện nay mà công nghệ in 3D có thể đạt được.
2. Kim loại phản ứng cũng như kim loại dễ cháy nổ
Hơn nữa, không phù hợp cho in 3D là một số kim loại dễ phản ứng cũng như các kim loại dễ cháy và nổ. Những kim loại này dễ bị oxy hóa trong không khí hoặc phản ứng với độ ẩm để tạo ra oxit hoặc hydrua, có thể ảnh hưởng đến đặc tính vật liệu và chất lượng in. Ví dụ, mặc dù nhôm ngăn cản quá trình này, nhưng hợp kim titan và nhôm có xu hướng tạo ra các lớp oxit trong quá trình thiêu kết bằng laser và cần phải được loại bỏ dưới sự bảo vệ ở nhiệt độ cao. Hơn nữa, các loại bột kim loại hoạt tính như titan và nhôm có đặc tính nổ được thể hiện dưới dạng các hạt nhỏ, làm tăng nguy cơ an toàn khi xử lý. Do đó, ngay cả khi về mặt lý thuyết, công nghệ in 3D có thể được sử dụng để xử lý các kim loại này thì vẫn phải thực hiện các biện pháp phòng ngừa an toàn bổ sung trong vận hành thực tế, chẳng hạn như sử dụng khí trơ để bảo vệ bầu không khí và kiểm soát nồng độ bụi, do đó làm tăng độ khó và chi phí xử lý.
3. kim loại dễ bay hơi có điểm nóng chảy thấp
Hơn nữa, không phù hợp cho in 3D là điểm nóng chảy thấp và kim loại dễ bay hơi. Trong suốt quá trình gia nhiệt, các kim loại này dễ bị bay hơi hoặc hóa lỏng, gây thất thoát vật liệu lớn trong suốt quá trình in và thách thức trong việc tạo ra các cấu trúc ba chiều ổn định. Ví dụ: Thủy ngân là kim loại có điểm nóng chảy thấp, điểm nóng chảy chỉ là -38,83 độ, thấp hơn nhiều so với nhiệt độ môi trường xung quanh, do đó không thể in 3D. Tương tự, một số hợp kim bao gồm các nguyên tố dễ bay hơi không phù hợp để in 3D do các thành phần dễ bay hơi bị mất trong quá trình gia nhiệt, dẫn đến thay đổi thành phần hợp kim và do đó ảnh hưởng đến hiệu suất của sản phẩm cuối cùng.
4. Hạn chế về thuộc tính vật chất
Ngoài các yếu tố đã đề cập trước đó, một số tính chất của vật liệu kim loại có thể hạn chế khả năng in 3D của chúng. Ví dụ, một số kim loại có độ giòn cao, khiến chúng dễ bị nứt và gãy trong quá trình gia công; các kim loại khác có độ nhớt cao, do đó khó quản lý chính xác trong điều kiện nóng chảy. Những đặc điểm này sẽ khiến việc in 3D trở nên khó khăn và tốn kém hơn, thậm chí khiến các thành phần đáp ứng tiêu chí không thể được sản xuất một cách hiệu quả.
5. Hạn chế và sửa lỗi về mặt kỹ thuật
Bất chấp những hạn chế được mô tả ở trên, các kỹ sư và nhà nghiên cứu vẫn đang nỗ lực khắc phục chúng. Chẳng hạn, phổ kim loại có thể in 3D có thể được mở rộng bằng cách cải tiến thiết bị in và các thông số quy trình, tăng nhiệt độ và tốc độ in cũng như sử dụng các quy trình chuẩn bị và xử lý bột độc đáo. Hơn nữa, một số công nghệ in 3D mới nhất định như lắng đọng năng lượng trực tiếp và phun chất kết dính đang phát triển thường xuyên, cung cấp các tùy chọn xử lý cho nhiều loại kim loại hơn.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/aluminium-heatsink-by-3d-additive.html