來源：3D科學谷

 　　行業分析公司SmarTech Publishing發布了一份新報告，對當前貴金屬增材製造（AM）市場進行了調查。SmarTech預計，增材製造中貴金屬合金的整體市場將成為金屬3D打印不可忽略的部分，到2028年貴金屬材料大約可達到2.5億美元的全球銷量，包括材料在內的產品收入可達到近20億美金）。

 　　增材製造在小批量、高端、高性能零件生產中的滲透是在全球製造中使用增材製造技術的自然演變。貴金屬的一大特點是高附加值，而高附加值特別是在珠寶和航空航天領域的產品體現最為強烈，這也是貴金屬與3D打印結合的一大契合點。

 　　貴金屬包括金、鉑金、銀、鈀金、鈦和其他稀有金屬，SmarTech的分析主要集中在珠寶、牙科、航空航天和電子等主要工業領域，這些領域正在推動採用貴金屬來實現高性能產品的應用。

 　　3D打印貴重金屬主要用於完成非常複雜的幾何形狀，直接金屬3D打印可以用來製作不能通過傳統技術製作的首飾：例如，對於兩個隔行環，必須提供兩個獨立的部件，然後組裝。而通過3D打印技術，所有的環節和連接點都是一次性3D打印出來的。SmarTech的市場研究報告顯示，直接3D打印貴金屬首飾雖然目前的市場採用度不高，但具有很大的潛力前景。

　　黃金

　　中國是世界上首飾生產第一大國，隨著中國中產階級和高收入階層的崛起以及對美感的覺醒與追求，首飾在中國的銷量呈逐年爆發趨勢。達到年銷量數千億的規模。

 　　目前國際上不乏將3D打印貴金屬首飾商業化的案例。其中，法國Comité Francéclat於2017年發布了直接3D打印的黃金首飾拉開了商業化的序幕。

 　　Comité Francéclat打印的首飾由2000層逐層掃描完成的。黃金粉末的直徑為15微米，經過了12小時的3D打印過程，並使用了3.5公斤的金粉。在這方面，Francéclat強調，由於3D打印，材料的損失減少到最小。當然3D打印並不是一步到位的，後期還包括許多人工處理過程，包括拋光過程。

 　　3D打印黃金方面，英國貴金屬產品供應商Cooksongold公司已通過EOS的M80金屬3D打印設備，在黃金和銀3D打印材料和工藝方面取得了突破，並在此基礎上推出了Precious M080 3D打印設備，專用於貴金屬首飾的直接3D打印領域。

 　　EOS的Precious M 080的激光燒結設備來直接3D打印貴金屬首飾，普通的激光燒結機往往會產生很多空隙，甚至有些地方粉末不被熔化而流失掉。對於金粉這樣的昂貴材料來說，避免材料浪費相當重要，Precious M 080的優勢在於充分熔化金屬粉。軟件方面，通過跟軟件公司Delcam合作，還開發了一款專門針對3D打印而對珠寶設計進行渲染的軟件工具。

 　　此外，德國貴金屬和金屬化學研究所也在貴金屬的直接3D打印領域取得了進展。由於黃金和銀合金具有高反射率和高導熱性，這些特點增加了SLM 3D打印工藝的挑戰。為了改善黃金的3D打印質量，研究人員在黃金材料中添加了其他金屬材料，如：鐵（Fe）和鍺（Ge），添加的金屬合金需具備合適的硬度，同時在混合後不會明顯改變黃金的顏色。通過多次嘗試，研究人員發現Ge001和Fe003最適合用於SLM 3D打印工藝，當Fe和Ge粉末被氧化時，這些組合能讓黃金合金反射更少的光。

 　　德國貴金屬和金屬化學研究所研發貴金屬3D打印材料和工藝時使用的設備是Concept Laser公司的MLab R Laser CUSING 3D打印機。在研究過程中，研究人員針對每種不同的材料配方，測試調整出不同的打印參數，並最終總結了黃金合金的最佳打印參數，如最佳粉末尺寸為5-30μm，理想的激光速度為200-450 mm / s，通過熱處理使孔隙率由3-4%下降到0.7%等。

　　銀

　　銀固有的高反射率使得它不適合用於SLS（即選擇性激光燒結）打印。這樣會使得在熔融的時候只有很少的光被吸收，不過這一點，可以通過“重製”以削弱其反射特性。這個問題目前已經被Cookson貴金屬公司（英國）解決，他們的工匠把銀與一種粘合劑混合在一起，從而有效地降低了其反射率。

　　鉑金

　　其他貴金屬方面，在不少人看來，鉑金的應用範圍似乎僅限於裝飾品，並且只添加在極端稀有和珍貴的珠寶中。但實際上，鉑金的應用範圍遠不止珠寶飾品行業，在石油天然氣、電子、醫藥、航空航天等領域，鉑金都佔有一席之地。

 　　早在2016年末，南非的一些科研單位（包括：中央理工大學、西北大學和瓦爾河技術大學3高校，以及鉑金生產廠家Lonmin）首度使用3D打印機製作出了鉑環，但鑄模效果並不理想。他們通過此後的反复研究，調整到打印機的參數設置，並且變更了鉑粉添加頻率。鉑金是目前已緻密度最高的金屬之一，具有極端耐腐蝕性能，同時兼具高度柔韌性。這些開發人員敏銳地意識到，倘若能夠在製造業中高效添加鉑金，它的效能有望發揮到極致。

 　　隨著鉑金在3D打印領域的成功應用，未來包括醫用植入材料和高性能電路板生產在內的眾多行業將紛紛使用這一技術。

　　鈦合金

　　而在面向中端消費者的市場，不僅僅是像黃金、銀、鉑金這些貴金屬，根據3D科學谷的觀察，包括鈦合金的3D打印也逐漸引起了設計師與製造商的興趣。在中國，像極致盛放與鉑力特合作的鈦合金3D打印系列作品。借助金屬3D打印技術和三維設計，設計師將優雅纖細的結構與現代設計的外形巧妙融合，突破了很多傳統工藝完全無法展現的美感。