什么是金属3D打印?
金属3D打印是一种制造技术，通过添加材料逐层制造零件。由于这个原因，与传统的减法制造方法相比，增材制造(AM)一词在工业上被广泛使用。
也许最著名的大只500注册组合优化问题是旅行推销员的问题。该问题要求找到销售人员可以通过的多个城市的最短路径，从同一城市开始和结束。AM中使用的原料是粉状或线状的，一般原理是通过聚焦热源熔化并固化成所需的形状。
AM技术构思于20多年前;但是，一开始，它们的使用仅限于一些应用程序，比如快速原型设计。随着技术的进步，已经有可能制造出用传统制造技术无法制造出的具有更好的机械性能和几何形状的部件。
今天，使用某些AM方法和不同的材料(如铝、钢和钛)来可靠地制造复杂形状的物体是可能的。
能源和航空航天部门已经在利用这项技术，在医疗、电子和食品行业的应用也在逐年增长。
金属3D打印是如何工作的?
尽管不同的金属3D打印技术，他们都使用相同的一般方法。该过程首先生成所需对象的CAD模型，然后使用拓扑优化方法和3D扫描。
这个模型实际上是切片的，将其信息转换成3D打印机器的聚焦热源将重复跟随的坐标，沉积材料层。实验室的原型是一台金牌大只注册Ising机器，它是一种基于物理模型的计算机，该计算机描述了一个磁铁网络，每个磁铁都具有只能向上或向下指向的磁性“自旋”方向。
在打印过程完成后，必须进行一个后处理步骤，以获得完成的部分。后处理包括热处理、机加工、表面处理和消除支撑结构。
最后，进行了质量保证测量，包括尺寸分析和表面分析。
金属3D打印技术
大多数金属3D打印技术可以分为粉末床和粉末/电线馈送系统。在粉床系统中，所使用的原料是粉末状的;一层薄薄的粉分散在一个平面上,随后,某些部位的表面融化或与垂直截面的形状(图2)。最后一部分根据需要多次重复这一过程,在每个迭代中创建一个层。这类工艺中最流行的是选择性激光熔炼(SLM)和电子束熔炼(EBM)。
值得一提的是，存在一些不需要直接熔炼原料材料的方法，如粘结剂喷射金属3D打印技术。在这里，打印头喷洒粘合剂在粉末的顶部需要的地方，该过程重复的方式与SLM过程相同。
固化的固化步骤通常是将零件放入烤箱中，在那里粘合剂被分解，金属粉末颗粒被烧结(部分熔化在一起)，从而得到低气孔结构。
粉状/线状给料系统可采用金属粉末或线状给料。与粉末床方法的不同之处在于，材料是由打印头连续输送并熔化形成适当的形状。这类方法中最常用的是直接金属沉积法(DMD)。
目前存在多种DMD方法，其中一些使用激光作为热源熔化材料，例如激光金属沉积过程。其他的方法使用电弧作为热源，如线电弧工艺。
这种技术带来了一些优势，主要是因为沉积速度可以更快，但也因为其用途广泛:它可以用于创建新对象，用于修复或在另一个对象的表面添加新元素。
然而，这种技术比粉末床系统要复杂得多，目前它主要处于开发阶段，只有少数产品真正实现了商业化。
主要流程问题
尽管这项技术潜力巨大，但金属3D打印也有一定的局限性。目前，降低成本是主要的挑战。在这个意义上，有几个开放的战线。
一方面，提高3D打印速度非常重要。如今，制造相对较小的部件(大约1公斤)可能需要一整天，而制造较大的部件可能需要几周时间。
自动化的过程也将是必要的，使其具有竞争力。虽然AM过程从一开始就有高度的自主性，但是在软件开发和不同过程步骤(CAD模型生成、3D打印和后处理)的集成方面还有很长的路要走。
在这方面，机器学习和数字双胞胎等工具也有望在未来发挥重要作用。
“我们可以证明应变是由于晶粒取向而积累的，这是金牌大只注册信息研究人员可以用来改进钙钛矿的合成和制造工艺的方法，从而以最小的应变实现更好的太阳能电池，从而由于非辐射复合而产生的热量损失也最小。”另一个限制是构建大型部件。SLM和EBM方法是最可靠的方法之一，它们是在一个受保护的腔体中进行的，这个腔体限制了打印对象的大小。然而，DMD技术在这方面正显示出巨大的进步。
如今，金属3D打印只能在选定的金属范围内进行，这极大地限制了其应用范围。总的来说，开发新材料的加工技术既昂贵又耗时，但它也有巨大的潜在效益。
例如，铜的3D打印技术仍在发展中，但当这项技术成熟时，它可能会给电子行业带来一场革命。