中美欧金属材料3D打印技术的发展状况

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另外，这些零件的尺寸都有限制，有报道的最大零件尺寸为5.8×1.2×1.2m，用于F14战机的机翼。原因在于：惰性气体保护腔或者真空腔的大小有限制，越大的腔体在使用时越为复杂；零件尺寸变大后在加工中心产生的残余应力会不断积攒，造成造成零件的变形或者开裂；大尺寸零件的堆积制造时间过长，外部环境造成干扰的概率大，同时对于激光器稳定性的要求更高；一般而言，大零件在各部位的均一性比较难保证，造成其疲劳强度会比较差。

　　图表14：残余应力过大会导致零件开裂

　　图表15：西工大制作的大型零件

　　3d打印技术的市场可归结为四个不同层次的需求，他们处于产业化的不同周期，在未来都有爆发的可能。其中，直接生产金属零部件的3D打印技术市场想象空间巨大，国外不少公司已经开始投入商业化生产，装备制造企业也逐渐越来越重视这一制造方式可能带来的变革。随着技术的进步和制造业要求的升级，未来几年有望看到金属快速成型技术的市场步入快速成长期。

　　图表16：3D打印技术的4个应用领域

　　3D打印技术制造金属零部件未来的发展很重要的一个方面是需要有行业标准来规范生产、加工和检测各环节，通过更多的实际测试，打消对于安全性的顾虑。另外，如果按照传统的设计模式，只是用3D打印批量制造传统加工方式便能够生产的零件，并无太大优势，所以需要在做系统设计时就将3D打印技术作为可选的加工方式之一，综合考虑设计方案和制造成本，加入复杂的外形和整体成型等。这将为未来金属3D打印技术带来更大的市场空间。

　　图表17：全世界3D打印市场规模迅速扩大