中國(guó)科學(xué)院金屬研究所的突破性研究成果，正為3D打印技術(shù)在高精尖領(lǐng)域的應(yīng)用掃除障礙。

在廈門(mén)集美3D打印服務(wù)公司的車間里，一臺(tái)臺(tái)3D打印機(jī)正忙碌運(yùn)轉(zhuǎn)。過(guò)去，我們常遇到客戶對(duì)3D打印零件耐用性的質(zhì)疑，尤其是那些需要反復(fù)承受壓力的應(yīng)用場(chǎng)景。

這一痛點(diǎn)如今有了解決方案。中國(guó)科學(xué)院金屬研究所研發(fā)的新型3D打印后處理技術(shù)，制造出具備全方位抗疲勞能力的鈦合金材料，刷新了金屬材料抗疲勞世界紀(jì)錄。

01 技術(shù)突破：從“硬傷”到“全能”

3D打印技術(shù)能輕松制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜、輕量化的金屬零件，對(duì)追求減重和一體化的新一代高端裝備極具吸引力。但長(zhǎng)期以來(lái)，3D打印金屬零件存在一個(gè)致命弱點(diǎn)——疲勞性能差，即反復(fù)受力后容易產(chǎn)生裂紋甚至斷裂。

2024年初，中國(guó)科學(xué)院金屬研究所張哲峰和張振軍研究員團(tuán)隊(duì)發(fā)明了一種名為NAMP（凈增材制造）的新工藝。該工藝能精確控制材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)和缺陷，制備出的Ti-6Al-4V（一種最常用的鈦合金）可同時(shí)消除微孔和粗大組織。

這些微孔和粗大組織正是導(dǎo)致疲勞的元兇。

該技術(shù)的突破在于實(shí)現(xiàn)了“全能”抗疲勞，即在各種應(yīng)力條件下都表現(xiàn)出優(yōu)異的抗疲勞能力。現(xiàn)實(shí)中的金屬零件如飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、起落架等受力情況復(fù)雜，存在“拉-拉”和“拉-壓”等不同應(yīng)力比。

傳統(tǒng)鈦合金微觀組織往往“偏科”——只在特定應(yīng)力比下表現(xiàn)良好。而新型3D打印鈦合金具備在全應(yīng)力比條件下都保持高疲勞強(qiáng)度的特性，打破了“比疲勞強(qiáng)度”世界紀(jì)錄。

02 案例解析：鈦合金3D打印的實(shí)際應(yīng)用

在2025年Formnext深圳3D打印展上，漢邦激光展示了全鈦合金手表的一體化成型案例。表殼與表帶通過(guò)設(shè)備一體打印成型，無(wú)需后期組裝，減少了90%的組裝環(huán)節(jié)。

經(jīng)過(guò)高拋處理后，表面粗糙度可達(dá)Ra0.4μm，媲美傳統(tǒng)CNC精加工效果。

鈦合金的低密度和高強(qiáng)度特性，使其特別適合對(duì)重量敏感的應(yīng)用場(chǎng)景。對(duì)于廈門(mén)地區(qū)的航空航天、高端制造企業(yè)來(lái)說(shuō)，這意味著可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品減重而不犧牲強(qiáng)度。

另一個(gè)案例來(lái)自藍(lán)箭航天，他們成功實(shí)現(xiàn)了航天薄壁零件3D打印一次成型。通過(guò)引入變形補(bǔ)償技術(shù)，該團(tuán)隊(duì)將鈦合金薄壁彎管零件的打印精度控制在0.2mm內(nèi)，滿足了航天領(lǐng)域?qū)Ρ”诹慵木纫蟆?/p>

03 本地化應(yīng)用：廈門(mén)企業(yè)的機(jī)遇

對(duì)于廈門(mén)及周邊地區(qū)的制造業(yè)企業(yè)來(lái)說(shuō)，這一技術(shù)突破意味著許多過(guò)去因零件耐久性問(wèn)題而無(wú)法使用3D打印的場(chǎng)景，現(xiàn)在都有了新的解決方案。

復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件的制造是3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域。廈門(mén)集美3D打印服務(wù)公司可以借助這一技術(shù)突破，為本地客戶提供更加耐用的鈦合金零件打印服務(wù)。

從需要承受反復(fù)應(yīng)力的工業(yè)機(jī)器人部件到高強(qiáng)度的航空航天零件，新型抗疲勞鈦合金3D打印技術(shù)都能勝任。

在成本控制方面，3D打印技術(shù)也在不斷進(jìn)步。中國(guó)科技大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)曾提出一種“蒙皮-框架”輕質(zhì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案，能減少約70%的材料使用。

這種經(jīng)濟(jì)節(jié)約型的打印方案，為廈門(mén)地區(qū)的中小企業(yè)采用3D打印技術(shù)降低了門(mén)檻。

04 技術(shù)前景：3D打印的未來(lái)發(fā)展

隨著新技術(shù)的出現(xiàn)，3D打印正逐漸突破原有的應(yīng)用邊界。從早期的原型制造，到現(xiàn)在的直接零件生產(chǎn)，3D打印技術(shù)在制造業(yè)中的地位正在不斷提升。

特別是對(duì)于小批量、定制化的生產(chǎn)需求，3D打印具有傳統(tǒng)制造方法難以比擬的優(yōu)勢(shì)。

河鋼工業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)的抽殼打印技術(shù)，成功減少單件產(chǎn)品打印時(shí)間20%，提升了生產(chǎn)效率。這種效率提升，使3D打印技術(shù)更加適合中小批量的生產(chǎn)場(chǎng)景，為廈門(mén)地區(qū)的制造業(yè)企業(yè)提供了更多靈活性。

未來(lái)，隨著材料技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和打印成本的持續(xù)降低，3D打印技術(shù)在各個(gè)行業(yè)的滲透率將不斷提高。廈門(mén)集美3D打印服務(wù)公司可以借助這一趨勢(shì)，為周邊客戶提供更加多元化的增材制造解決方案。

對(duì)于廈門(mén)地區(qū)的制造業(yè)企業(yè)來(lái)說(shuō)，這一技術(shù)突破意味著他們可以以更低的成本獲得更高性能的定制化零件。廈門(mén)集美3D打印服務(wù)公司已經(jīng)準(zhǔn)備好將這些創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用到本地化服務(wù)中，為閩南地區(qū)的制造業(yè)升級(jí)提供支持。

未來(lái)已來(lái)。隨著3D打印技術(shù)的不斷成熟，個(gè)性化定制、小批量生產(chǎn)將變得更加經(jīng)濟(jì)可行，這將為廈門(mén)地區(qū)的制造業(yè)創(chuàng)新帶來(lái)全新可能。