In 3D kim loại là công nghệ xử lý nhiệt kỹ thuật số. Các công nghệ in 3D hiện nay để chuẩn bị kim loại chủ yếu bao gồm: Làm nóng chảy bằng laser có chọn lọc (SLM), Chấm nóng chảy có chọn lọc bằng chùm tia điện tử (EBSM), Tạo hình gần mạng bằng laser (LENS), v.v.
Ngày nay, phương pháp nung chảy laser chọn lọc (SLM) được sử dụng rộng rãi nhất. Các vật liệu thường được sử dụng trong công nghệ này là hợp kim titan cao cấp và đắt tiền, thép không gỉ giá cả phải chăng và hợp kim nhôm vừa phải. Một thế hệ vật liệu, một thế hệ thiết bị, chất lượng và độ chính xác của những thứ làm bằng vật liệu khác nhau là khác nhau, và công dụng của chúng cũng khác nhau.
Là nguyên liệu chính để in 3D các sản phẩm kim loại, chất lượng của bột kim loại quyết định phần lớn đến hiệu quả đúc cuối cùng của sản phẩm. Vì vậy, bột chất lượng cao rất quan trọng đối với sự phát triển của công nghệ in 3D kim loại. Là nguyên liệu thô cơ bản, trực tiếp và chủ chốt của in 3D kim loại, vật liệu bột là vật liệu bột chất lượng cao, chi phí thấp.
Là một loại vật liệu kết cấu kim loại nhẹ mới, titan và hợp kim titan đã được sử dụng rộng rãi trong hàng không vũ trụ, năng lượng dầu khí, đóng tàu, hóa học, sinh học, y tế và các lĩnh vực khác với một loạt các đặc tính tuyệt vời như độ bền riêng cao và khả năng chống ăn mòn tốt. Là một hệ thống quan trọng và điểm nóng nghiên cứu của in 3D kim loại, hợp kim titan in 3D không chỉ có thể cải thiện tỷ lệ sử dụng vật liệu mà còn giải quyết các vấn đề khó khăn của hợp kim titan là khó nóng chảy và dễ ô nhiễm.
Trong những năm gần đây, với sự trưởng thành và cải tiến không ngừng của công nghệ in 3D, in 3D titan đã trở thành đối tượng nghiên cứu trọng điểm trong lĩnh vực hàng không vũ trụ. Lấy hợp kim titan cho hàng không vũ trụ làm ví dụ, in 3D thậm chí có thể tiết kiệm 30% vật liệu so với các quy trình truyền thống. Giá thành, một số bộ phận lớn và phức tạp bằng hợp kim titan in 3D đã hoàn thành xác minh kỹ thuật trong lĩnh vực sản xuất ô tô và hàng không.
Do tính tương thích sinh học tốt, vật liệu làm từ titan in 3D cũng đã được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực y tế. Dữ liệu chụp CT của bệnh nhân được mô hình hóa thêm và các bộ phận giả được cá nhân hóa được thiết kế và sản xuất thông qua công nghệ in 3D. Nó đã được sử dụng trong lĩnh vực y tế trong và ngoài nước. Kết quả mỹ mãn đã đạt được. Đã có rất nhiều trường hợp in 3D thành công hộp sọ, xương ức, răng, khớp, ... trong các phẫu thuật lâm sàng và một số sản phẩm tượng trưng bằng cốc axetabular đã được sản xuất hàng loạt.
Việc điều chế vật liệu hợp kim từ sắt có hiệu suất cao hiện đang là trọng tâm của các nghiên cứu khoa học trong và ngoài nước. Do có nhiều nguồn và giá thành rẻ, vật liệu hợp kim sắt mà đại diện là vật liệu thép không gỉ là một trong những vật liệu kim loại được sử dụng sớm nhất trong in 3D, và đã được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực in 3D.
So với công nghệ đúc và rèn truyền thống, thép không gỉ in 3D có các tính chất vật lý, hóa học và cơ học tuyệt vời như độ bền cao, khả năng chịu nhiệt độ cao tuyệt vời, chống mài mòn và chống ăn mòn, v.v., cùng với độ chính xác về kích thước và khả năng sử dụng vật liệu cao, trong ngành hàng không Nó được sử dụng rộng rãi trong hàng không vũ trụ, ô tô, đóng tàu, sản xuất máy móc và các ngành công nghiệp khác.
Do hiệu suất leo ở nhiệt độ cao tốt, khả năng chống ăn mòn và chống mài mòn tuyệt vời, các siêu hợp kim phù hợp để sử dụng lâu dài trong các điều kiện khắc nghiệt như nhiệt độ cao, rung động áp suất cao và ăn mòn. Chúng được sử dụng trong hàng không vũ trụ, cánh quạt động cơ ô tô, stato, buồng đốt, vv Đĩa tuabin và dụng cụ cắt, điện than, điện hạt nhân, dầu khí và các lĩnh vực khác được các nhà nghiên cứu khoa học ưa chuộng.
Là một vật liệu hợp kim nhẹ quan trọng, hợp kim nhôm thường có ưu điểm là trọng lượng nhẹ, độ bền cao, độ dẻo tốt và chống ăn mòn. Nó đóng một vai trò cực kỳ quan trọng trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, ô tô và tàu thủy. Sự phát triển của công nghệ in 3D hợp kim nhôm đã trở thành nghiên cứu Một trong những điểm nóng. Do có một loạt các đặc tính tuyệt vời như chi phí thấp, thời gian chu kỳ ngắn, độ chính xác cao, không cần khuôn và đúc lưới, công nghệ in 3D ra đời khi công nghệ truyền thống không thể đáp ứng được việc sản xuất nhẹ và phức hợp các thành phần chính xác phức tạp. .
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng hợp kim nhôm in 3D có thể đạt được các bộ phận dày đặc, cấu trúc tốt và các tính chất cơ học tương đương với vật đúc hoặc thậm chí tốt hơn so với các bộ phận đúc. So với các bộ phận quy trình truyền thống, chất lượng của nó có thể giảm 22%, nhưng giá thành của nó có thể giảm 30%. Ngoài ra, các kim loại và vật liệu hợp kim như Cu và Mg. Sn cũng đã được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực hàng không, công nghiệp quân sự, ô tô và các tác phẩm nghệ thuật.