鈦金屬 – 3D列印 ?

相信大家都有聽過「3D列印」這個名詞

3D列印簡單來說，就是可快速成形的一種技術，將電腦設計出的模型，
分解成很多平面切片，再讓3D列印，把粉狀、液狀等可以黏合的材料，
照著順序疊加，最後堆出完整的物體。

而大家也知道，金屬加工本身就有許多困難的點，許多金屬也是屬於
高活性、高熔點、高硬度的材料，尤其鈦金屬。
而鈦金屬受限於本身的特性，加工上有著許多困難，
例如難成形等等等種種因素，造成許多產品無法製造。

金屬3D列印？

其實近年來相當火熱的3D列印，使用塑膠來製作最為廣泛，
但使用「金屬版本」 也是有的。
金屬 3D 列印，是藉由粉床熔融成形，可以製造任何形狀的產品，
突破了許多金屬加工形狀上的限制。

3D列印可以取代傳統製程？

雖然說 3D 列印可以製作任意形狀，但因為設備昂貴，
粉末原料的單價也很高，所以現階段還不能完全取代傳統的製程，
而且這項技術才算剛起步，還存在著很多的問題，
像是可以用的材料不多、材料特性控制也比較難、製成後的成品處理也有困難。

• 參數調整
  不同的材料，在使用 3D 列印時的功率大小、掃描速度等等，差異相當的大，
  需要開發相關的參數才能使用，所以必須投入相當多的資源與時間研究。
  而且比較起來，熔融金屬冷卻的速率相當快，所以在製作時，
  要控制合金材料的微結構，不比傳統製程容易。

• 粉床or粉末大小的限制
  3D列印製作出的成品表面的粗糙度其實並不好， 很多成品還是需要研磨過後才可以使用；
  而現在如果是選擇利用金屬 3D 列印，通常都是硬度較高、較難加工的材料，這也增加了之後處理的難度；
  再加上這些產品，通常都是形狀相當複雜的，若之後想要使用傳統的方法處理，也很難因應。

因此現階段3D列印還不能取代傳統的製程，
不過考慮到未來技術的發展，還具有許多的想像空間！

有鈦金屬3D列印的應用？

近期知名的超跑品牌 「Bugatti」
就推出了利用3D列印技術，所製作的鈦金屬卡鉗

每一個鈦金屬煞車卡鉗，重量僅有2.9公斤，相較於現行使用的鋁合金卡鉗，
重量整整減輕了40％，算是相當的輕巧，也達到了高度輕量化目標。

3D列印完全沒有缺陷？

有研究指出，3D列印在使用鈦金屬粉末時，氣體會被困在液態的金屬層中，
使金屬內部生成許多的泡沫與孔隙。而這些微小的孔隙會隨機分布，
有可能會導致金屬內部出現裂痕。不過也有科學家認為，
這些介於不熔粉末與粉末中間，肯定會有存在一個最佳點。

不過相信在現今，科技進步如此迅速的狀況下，找出問題的解決辦法是指日可待，
甚至還可能還研發了更先進的技術！