過去3年間，美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室（LLNL）一直在研發(fā)一種全新的金屬3D打印技術 — 直接金屬書寫（DMW）。此技術據說能夠克服目前最常見金屬3D打印技術 — 選擇性激光熔融（SLM） — 的主要缺點，即打印成品會有缺陷。

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

DMW在實際操作時會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狀態(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力，從而從整體上提高其質量。

但目前，DMW并不完美，還有一些問題需要解決，比如無法使用鋁和鈦這類常用工業(yè)材料制造更精細的部件。要知道在其開發(fā)過程中，研發(fā)人員使用的一直是一種鉍錫混合物，因為這種混合物熔點較低，比較容易處理。

“DMW成功的關鍵在于要能夠非常精確地控制材料的流動。這就需要精確控制溫度，以及攪拌的方式和速度?！盠LNL工程師Andy Pascall表示?！岸壳?，我們已經真正理解了材料通過噴嘴時的流動方式，實現了對其有效控制并打印出了自支撐結構。”

現在，研究人員正在嘗試利用DMW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、交通運輸。該技術的主要優(yōu)點在于材料利用率更高，以及不需要3D打印部件當前必須必須接受的十分耗時的驗證與分析。