在制造业不断向智能化、个性化迈进的今天，金属3D打印技术凭借其突破传统加工限制的能力，成为行业关注的焦点。从航空航天的精密部件到医疗领域的定制植入物，金属3D打印正在重塑多个行业的生产模式。目前，金属3D打印技术主要包括选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）、激光近净成型（LENS）等，它们各自有着不同的工作原理、技术特点和适用场景。接下来，就让我们深入了解这些金属 3D 打印技术的奥秘。

选择性激光熔化（SLM）：高精度金属部件的 “塑造者”

工作原理

选择性激光熔化（Selective Laser Melting，SLM）技术基于粉末床熔融原理。首先，在打印平台上铺展一层均匀的金属粉末，随后，高能量的激光束根据三维模型的切片数据，选择性地对金属粉末进行逐层扫描。激光束的能量使金属粉末迅速熔化并凝固，从而形成模型的一个二维截面。完成一层打印后，打印平台下降一个层厚的距离，重新铺粉，重复上述过程，层层堆积，直至最终构建出完整的金属零件。

技术特点

高精度：SLM 技术能够实现极高的打印精度，最小层厚可达 20 - 50 微米，零件尺寸精度一般能控制在 ±0.1 - 0.2 毫米，非常适合制造对精度要求极高的零部件。

表面质量好：打印出的零件表面相对光滑，经过简单的后处理，如打磨、抛光，就能满足许多应用场景的需求。

材料适用性广：可使用多种金属材料，包括不锈钢、钛合金、铝合金、钴铬合金等，为不同行业的应用提供了丰富的选择。

适用场景

航空航天领域：用于制造航空发动机的涡轮叶片、燃烧室部件等。这些部件形状复杂，传统加工方式难以制造，而 SLM 技术不仅能满足复杂结构的制造需求，还能保证部件的高精度和高性能。

医疗行业：定制化的金属植入物，如钛合金的人工关节、牙科种植体等。SLM 技术可以根据患者的个性化需求，基于医学影像数据，制造出与患者身体结构完美匹配的植入物，提高手术成功率和患者术后的生活质量。

模具制造：用于制造具有复杂冷却通道的注塑模具。传统模具的冷却通道设计和加工受限，而 SLM 技术制造的模具能够实现更高效的冷却，缩短注塑成型周期，提高生产效率。

电子束熔化（EBM）：高效制造的 “加速器”

工作原理

电子束熔化（Electron Beam Melting，EBM）同样以粉末床为基础，但与 SLM 不同的是，它使用的是电子束作为能量源。在真空环境下，电子枪发射出高能电子束，聚焦在金属粉末层上。电子束的能量使金属粉末快速熔化，逐层堆积形成金属零件。由于在真空环境中进行，能有效避免金属材料在高温下与氧气发生反应，保证材料的性能。

技术特点

打印速度快：电子束的能量高、加热效率快，相比 SLM 技术，EBM 的打印速度更快，适合制造大型或批量的金属零件。

材料纯净度高：真空环境有效防止了材料氧化和污染，确保打印出的零件具有较高的纯度和良好的力学性能。

无需支撑结构：由于金属粉末在打印过程中始终处于高温状态，具有一定的流动性，所以在打印一些悬空结构时，无需额外添加支撑结构，减少了材料浪费和后处理工作量。

适用场景

航空航天大型结构件：如飞机的机身框架、机翼大梁等大型金属结构件。EBM 技术能够快速制造这些大型部件，且保证其性能可靠，满足航空航天领域对材料和生产效率的双重要求。

高性能金属零件：钛合金、镍基合金等高性能金属材料制成的零件，如火箭发动机的关键部件。EBM 技术在真空环境下打印，能充分发挥这些高性能材料的特性，制造出满足严苛使用条件的零件。

激光近净成型（LENS）：修复与制造的 “多面手”

工作原理

激光近净成型（Laser Engineered Net Shaping，LENS），也被称为激光熔覆沉积技术。它通过送粉器将金属粉末输送至激光束的作用区域，在高能量激光束的照射下，金属粉末迅速熔化，并沉积在基底材料上。激光头沿着预先设定的路径移动，逐层堆积金属材料，实现金属零件的制造或修复。与粉末床技术不同，LENS 技术可以在已有的金属零件上进行材料添加，实现局部修复或结构增强。

技术特点

修复与制造一体化：既能制造全新的金属零件，又能对损坏的金属部件进行修复，大大降低了零件的报废率，节省成本。

材料利用率高：采用同步送粉的方式，按需供给材料，减少了材料浪费，提高了材料利用率。

可实现梯度材料制造：通过控制不同金属粉末的输送比例，能够在同一零件上制造出具有梯度性能的材料，满足零件不同部位的功能需求。

适用场景

零部件修复：航空发动机叶片、模具等昂贵零部件在使用过程中出现磨损、裂纹等损坏时，LENS 技术可以对其进行精准修复，恢复零部件的性能和使用寿命。

梯度材料零件制造：在生物医学领域，制造具有生物活性表面和高强度内部结构的植入物；在机械制造领域，制造表面耐磨、内部韧性好的机械零件，通过 LENS 技术实现材料性能的梯度变化，提高零件的综合性能。

金属3D打印技术的不同类型各有千秋，选择性激光熔化（SLM）以高精度和良好的表面质量适用于对精度要求高的复杂零部件制造；电子束熔化（EBM）凭借高效和纯净度高的特点在大型结构件和高性能零件制造中表现出色；激光近净成型（LENS）则以修复与制造一体化和梯度材料制造的优势，在零部件修复和特殊材料零件制造方面发挥重要作用。随着技术的不断发展和创新，金属 3D 打印技术将在更多领域得到广泛应用，为制造业带来更多的可能性和发展机遇。如果你对金属 3D 打印技术感兴趣，欢迎持续关注相关动态，探索这项技术的更多精彩应用。