LPBF多金屬3D打印長期深陷“理論可行、實用不足”的困境。

專注于粉末床金屬3D打印的多數(shù)人，或懷獵奇、或懷質(zhì)疑的態(tài)度，但一直在關(guān)注它的發(fā)展。

實際上，這項技術(shù)的玩家到目前來說也并不多，雖遠未成熟，但相關(guān)應用探索卻已取得實質(zhì)進展。

尤其在航空航天領(lǐng)域，2025年至今已有多則消息暗示，基于該技術(shù)的應用僵局正在被打破，LPBF多金屬3D打印已迎來關(guān)鍵拐點。

我國多金屬3D打印

航空發(fā)動機整體渦輪葉盤

2025年一個關(guān)鍵的案例，來自我國中科院工程熱物理研究所團隊。

2026年1月，中國科技網(wǎng)報道，中科院工程熱物理研究所采用多金屬3D打印制造的整體渦輪葉盤通過了點火試車考核。相關(guān)配圖體現(xiàn)的時間為2025年10月。

這在整個LPBF多金屬3D打印領(lǐng)域，具有標志性意義。這是行業(yè)內(nèi)首次出現(xiàn)基于該技術(shù)制造的零部件驗證報道，且直接是熱端高速運動部件。

整體渦輪葉盤點火試車（受訪者供圖，來自中國科技網(wǎng)）

該部件盤芯采用高韌性材料，葉片采用耐高溫材料，由3D打印技術(shù)實現(xiàn)一體化制造。

整體渦輪葉盤超轉(zhuǎn)試驗（受訪者供圖）

報道指出，該測試首次實現(xiàn)了多金屬增材制造航空發(fā)動機熱端轉(zhuǎn)動部件點火試車，初步驗證了多金屬3D打印整體渦輪葉盤的穩(wěn)定性和可靠性。

該案例來源報道：https://www.stdaily.com/web/gdxw/2026-01/20/content_464061.html

Fraunhofer IGCV

多材料3D打印火箭發(fā)動機部件

在多金屬3D打印領(lǐng)域，弗勞恩霍夫鑄造、復合材料及加工技術(shù)研究所（Fraunhofer IGCV）的研究人員是首批展示創(chuàng)新成果和真正革命性應用的團隊之一。

2026年3月，Fraunhofer IGCV宣布正在推動使用多材料LPBF金屬3D打印技術(shù)開發(fā)下一代阿麗亞娜火箭發(fā)動機。

用于電機的多材料3D打印定子

這是歐盟大型項目的一部分，他們已經(jīng)制造了多材料驗證部件。其中閥門部件由磁性和非磁性鋼合金交替制成，有助于火箭在飛行過程中保持穩(wěn)定的姿態(tài)。

研究人員正在將他們的3D打印原型與傳統(tǒng)的銑削和焊接版本進行直接比較，展示下一代阿麗亞娜發(fā)動機在功能性、效率、成本和循環(huán)時間方面的優(yōu)勢。

該機構(gòu)開展的另一個案例是前幾年推出的多材料增材制造的氣動塞式火箭發(fā)動機概念原型，其目的一方面是展示多材料3D打印制造能力，另一方面是希望利用該技術(shù)解決此類型發(fā)動機的過熱問題。

整個發(fā)動機暴露在高溫下的區(qū)域均由銅制成，這為不太過熱的區(qū)域提供了額外的導熱連接。另一方面，氣動塞式發(fā)動機中承受高結(jié)構(gòu)載荷的部分則由高強度鋼制成。氣動塞式發(fā)動機完全集成，外部的銅翅片用作冷卻和結(jié)構(gòu)元件。這種設(shè)計理念使發(fā)動機的外觀比傳統(tǒng)火箭發(fā)動機更具未來感。

此外，F(xiàn)raunhofer IGCV于多年前展示了鎳基高溫合金與銅合金一體3D打印的燃燒室演示部件。

據(jù)3D打印技術(shù)參考了解，F(xiàn)raunhofer IGCV采用的設(shè)備是SLM Solutions的SLM 280，它是業(yè)內(nèi)為數(shù)不多的具備多材料一體3D打印能力的商業(yè)設(shè)備，其用戶包括Fraunhofer IGCV、CellCore GmbH、ASCO和芬蘭VTT技術(shù)研究中心等領(lǐng)先機構(gòu)。

澳大利亞首個雙金屬火箭推進器

澳大利亞于2025年宣布成功3D打印出該國首個雙金屬火箭推進器，它將為一家名為Space Machine的Optimus Viper航天器提供動力。

該推進器在澳大利亞國家科學機構(gòu)的大型3D打印中心Lab22工廠，采用尼康SLM Solutions SLM 280制造，在一次打印中融合了兩種高性能金屬：高強度鋼作為外殼，用于提高結(jié)構(gòu)強度；銅合金則用于提高導熱性。

這種組合使推進器能夠承受極端高溫，同時保持輕量化同時堅固耐用，這種設(shè)計在傳統(tǒng)的單金屬火箭推進系統(tǒng)中并不常見。

制造火箭推力室的傳統(tǒng)方法包括在銅襯里上加工冷卻通道，然后將其釬焊到鋼套上，這是一個成本高昂、耗時耗力且容易出現(xiàn)故障的工藝。

而多材料3D打印技術(shù)可以同時打印兩種金屬，從而降低生產(chǎn)復雜性、成本和時間，同時提高設(shè)計靈活性和耐用性。銅合金通道提供的再生冷卻確保推進器能夠承受反復點火和長時間燃燒，而鋼制外殼則可在壓力下保持結(jié)構(gòu)完整性。

SLM? 280 2.0 機器內(nèi)部視圖

參與該項目的高級研究員Cherry Chen博士表示：“這一成就展示了多材料增材制造在復雜高性能部件方面的潛力。通過將每種材料精確地放置在需要的位置，我們可以提高功能性，減少浪費，并為廣泛的行業(yè)開辟新的設(shè)計可能性?！?br/>

舍弗勒多材料3D打印

散熱器及注塑模具

在2026年TCT亞洲展期間，筆者發(fā)現(xiàn)舍弗勒(Schaeffler)展示了其多材料3D打印成果，主要涉及散熱器和注塑模具。

多材料金屬3D打印技術(shù)當前在全球范圍內(nèi)的開發(fā)企業(yè)仍然非常少，而舍弗勒已經(jīng)在該領(lǐng)域進行了多年研發(fā)。

以一款多材料散熱器為例，3D打印技術(shù)本身實現(xiàn)了傳統(tǒng)工藝無法成行的復雜內(nèi)部流道結(jié)構(gòu)，其中的CuCrZr銅合金材料能快速導熱，銅點陣、TPMS晶格結(jié)構(gòu)能顯著增大換熱面積；316L不銹鋼外殼，則具備高強度、耐腐蝕、耐壓的特點。這種一體結(jié)構(gòu)使得機械性能可靠穩(wěn)定，實現(xiàn)輕量化優(yōu)化。

而多材料的注塑模具，銅合金材料優(yōu)異的導熱性能可實現(xiàn)更快加熱與冷卻，縮短成型周期，提升生產(chǎn)效率。而外側(cè)的鋼材能大幅提升耐磨性與整體強度，使模具在提升整體生產(chǎn)效率的同時延長使用壽命。這種定制化的模具可以強化注塑件的特定性能，提升產(chǎn)品的功能性。

采用粉末床激光熔融技術(shù)實現(xiàn)多金屬一體3D打印，無論對于發(fā)動機、散熱器還是其他行業(yè)應用，都屬于高價值應用。在發(fā)動機制造領(lǐng)域，目前取得的最大進展就是我國開展的熱端轉(zhuǎn)動部件的試車成功。

雖然仍屬于小眾研究領(lǐng)域，但我國在設(shè)備端的進展也很明顯。主要參與者包括雷佳增材、中科院工程熱物理研究所以及中科院寧波材料所等。

關(guān)于多材料一體3D打印，筆者此前已發(fā)布過大量文章，包括多材料一體3D打印的價值、多工藝復合制造形式、基于SLM粉末床熔融的多材料3D打印送粉方式等等，感興趣的讀者可以查閱。

注：本文由3D打印技術(shù)參考創(chuàng)作，未經(jīng)聯(lián)系授權(quán)，謝絕轉(zhuǎn)載。

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