在先進制造領域持續革新的浪潮中，金屬 3D 打印技術已成為推動現代工業轉型升級的核心力量。其中，金屬粉末 3D 打印與金屬絲材 3D 打印作為兩大主流技術路徑，憑借各自獨特的技術特性和應用優勢，共同構建起金屬增材制造的核心體系，有力地推動著行業不斷向前發展。
一、金屬 3D 打印技術的發展現狀
（一）金屬粉末 3D 打印技術
金屬粉末 3D 打印因高精度和廣泛的材料適用性備受矚目。該技術成型精度高、表面質量好，能制造出包含內部晶格、薄壁結構等復雜精細的零件，適用于航空航天、醫療等對精度要求極高的領域。在材料選擇上，幾乎所有可制成粉末的金屬材料，如高性能合金、貴金屬等，都能用于 3D 打印，可滿足不同應用場景對材料性能的特殊需求。而且，同一臺金屬粉末 3D 打印設備，通過更換粉末材料和調整工藝參數，就能打印多種材料的零件，設備通用性強。
不過，金屬粉末 3D 打印也存在顯著缺點。其材料成本高昂，金屬粉末制備工藝復雜，且打印過程中未熔化的粉末難以完全回收再利用。受粉末顆粒結合方式限制，零件內部易產生微小孔隙，影響致密度和力學性能，通常需要熱等靜壓等后續處理工藝來提升致密度。此外，該技術采用逐層燒結或熔化的成型方式，打印速度慢，制造大型零件的周期長。設備還需精確控制粉末鋪展、激光或電子束能量等參數，結構復雜，價格昂貴，維護成本高。
（二）金屬絲材 3D 打印技術
金屬絲材 3D 打印憑借高效和低成本的優勢，在制造業中占據一定份額。該技術材料利用率高，打印時金屬絲材基本能全部利用，廢料少；絲材制備工藝簡單，設備結構相對不復雜，整體成本較低，維護也更便捷。以電弧增材制造技術為例，其沉積速率快，適合制造大型金屬構件，能大幅提升生產效率；并且，絲材熔化堆積形成的零件致密度較高，內部孔隙和缺陷較少，力學性能良好。
但金屬絲材 3D 打印也有局限性。其成型精度有限，難以制造精細復雜的結構，表面粗糙度較大，往往需要后續加工處理。目前，可用于 3D 打印的金屬絲材種類相對較少，主要集中在不銹鋼、鎳合金、鈦合金等常見金屬材料，特殊性能要求的金屬材料難以制成適用絲材。
金屬絲材 3D 打印技術主要有電弧增材制造（WAAM）、電子束熔絲沉積（EBF3）和激光金屬沉積（LMD）這幾種類型。其中，電弧增材制造利用電弧作為熱源熔化并逐層堆積金屬焊絲，具有沉積速率高、材料利用率高、設備成本低和可制造大型零件的優點，但存在精度較低、組織性能不均勻、需大量后續加工的缺點。電子束熔絲沉積在真空環境下，以電子束為熱源，能量密度高、可避免金屬氧化、精度較高，適用于制造高性能零件，但設備復雜昂貴、制造效率低、操作要求高。激光金屬沉積采用激光束作熱源，能實現高精度成型、零件組織性能好、可制造復雜結構且與基體結合強度高，不過以往存在設備價格昂貴、沉積速率低、對材料要求高的問題。
二、金屬 3D 打印技術的發展趨勢
近年來，激光絲材沉積技術取得突破性進展，曾經制約其應用的關鍵瓶頸正逐步被突破。以中科中美激光科技有限公司研發的中心送絲激光 3D 打印設備為例，通過技術創新，該設備的激光功率可以做到6000W到20000W，激光熔絲沉積速率提升至 3 - 10 公斤 / 小時，與電弧絲材 3D 打印技術相當；同時，對絲材的性能要求大幅降低，市場上通用的電弧絲材，如各種不銹鋼焊絲、鎳基合金焊絲、鈦合金焊絲等，只要絲徑在 0.8mm - 3.0mm 范圍內，均可直接用于 3D 打印，顯著拓寬了材料選擇范圍；在成本控制方面，設備價格從過去的數百萬元降至數十萬元，極大降低了技術應用門檻，為金屬絲材 3D 打印技術的市場普及奠定了堅實基礎。隨著技術的不斷創新，未來金屬 3D 打印技術有望在精度、效率、成本和材料適應性等方面實現更大突破，進一步拓展應用領域，推動制造業向智能化、數字化轉型。
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