過(guò)去3年間，美國(guó)勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（LLNL）一直在研發(fā)一種全新的金屬3D打印技術(shù) — 直接金屬書(shū)寫(xiě)（DMW）。此技術(shù)據(jù)說(shuō)能夠克服目前最常見(jiàn)金屬3D打印技術(shù) — 選擇性激光熔融（SLM） — 的主要缺點(diǎn)，即打印成品會(huì)有缺陷。

據(jù)悉，DMW是LLNL與Worchester理工學(xué)院合作開(kāi)發(fā)的，與SLM技術(shù)的主要區(qū)別在于使用的基礎(chǔ)材料并非金屬粉末，而是一種半固體金屬（又稱剪切稀化材料）。這種特殊狀態(tài)的金屬在靜止時(shí)表現(xiàn)得像固體，但一旦受到外力作用便可以像液體一樣流動(dòng)。

DMW在實(shí)際操作時(shí)會(huì)首先將金屬錠加熱至半固體狀態(tài)，然后從噴嘴擠出。擠出后金屬就處于靜止?fàn)顟B(tài)了，然后如前文所述那樣變得像固體，最終隨著自身溫度的降低變硬。據(jù)研究人員介紹，這種方法能明顯減少3D打印成品的氧化物含量并降低其殘留應(yīng)力，從而從整體上提高其質(zhì)量。

但目前，DMW并不完美，還有一些問(wèn)題需要解決，比如無(wú)法使用鋁和鈦這類常用工業(yè)材料制造更精細(xì)的部件。要知道在其開(kāi)發(fā)過(guò)程中，研發(fā)人員使用的一直是一種鉍錫混合物，因?yàn)檫@種混合物熔點(diǎn)較低，比較容易處理。

“DMW成功的關(guān)鍵在于要能夠非常精確地控制材料的流動(dòng)。這就需要精確控制溫度，以及攪拌的方式和速度。”LLNL工程師Andy Pascall表示。“而目前，我們已經(jīng)真正理解了材料通過(guò)噴嘴時(shí)的流動(dòng)方式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)其有效控制并打印出了自支撐結(jié)構(gòu)?！?/p>

現(xiàn)在，研究人員正在嘗試?yán)肈MW打印鋁合金。如果成功，便可能吸引很多行業(yè)的注意，如航空航天、交通運(yùn)輸。該技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)在于材料利用率更高，以及不需要3D打印部件當(dāng)前必須必須接受的十分耗時(shí)的驗(yàn)證與分析。