金屬3D打印與先進粉末冶金材料
——訪國家“千人計劃”專家，東北大學特聘教授張德良

本刊記者 李 丹

：您認為金屬3D打印技術發(fā)展和應用的主要瓶頸是什么？

張德良：金屬3D打印技術的研發(fā)和廣泛應用為我國制造業(yè)快速升級轉型，達到國際一流水平，提供了一個難得的機會。我國信息技術和互聯(lián)網(wǎng)技術的飛速發(fā)展，為金屬3D打印技術的快速發(fā)展和廣泛應用提供了很好的支持。金屬3D打印技術發(fā)展和應用的主要瓶頸是可靠性有待證實、效率低和成本高。

（1）可靠性。金屬3D打印的零部件是通過大量微小熔池的凝固和融合堆積而成的，人們對用此工藝制造的金屬材料性能的可重復性和可靠性沒有很深的認識，從而缺乏信心。這需要科研工作者和工業(yè)界進行大量的重復制造和應用試驗，并進行系統(tǒng)概率統(tǒng)計分析，分析出可能影響材料性能的主要因素和出現(xiàn)缺陷的概率，以此定義材料性能的保險值和必要的檢測手段及程序，并通過建立國家標準使其法律化。這樣3D打印零部件才有望大批量使用。

（2）效率低。成形能力非常強的激光（或電子束）選區(qū)熔化金屬3D打印工藝非常慢，需要幾十小時才能打印出一個幾千克重的零部件。雖然可以通過使用多個激光束（電子束）或多個機器提高生產(chǎn)速率，但仍不能滿足量產(chǎn)的需求。需要開發(fā)一種新型復合成形技術，既能充分利用金屬3D打印的超強成形能力，又能利用其他金屬加工工藝的快速成材能力，大幅度提高金屬3D打印復雜形狀零部件制造速度。

（3）成本高。金屬3D打印零件的成本太高，一個1kg的Ti-6Al-4V合金零部件制造成本達到0.5～1萬元人民幣。……