多材料金属3D打印案例亮相国内，潜力很大！

在本届TCT亚洲展期间，舍弗勒(Schaeffler)的多材料3D打印应用也惊艳亮相。笔者了解到，该公司此次参展的目的是调研LPBF多材料3D打印技术在国内的需求情况。如需求量大，将在本地开展制造服务。

多材料金属3D打印技术当前在全球范围内的开发企业仍然非常少，而舍弗勒已经在该领域进行了多年研发，其开发的产品推动了该技术的研究热度。

相比单材料金属3D打印，多材料一体3D打印将集成不同材料的性能优势，满足更复杂结构、功能和性能需求。

图1图5展示的是一体式多材料散热器，结合了CuCrZr铜合金的超高导热性能、M300模具钢的高强度与耐磨性，以及CuSn10锡青铜材质的舍弗勒标识。这款产品内置耐压流道设计，部件结构稳定可靠，铜材质仅作为辐射/对流外表面。舍弗勒可实现三种不同材料机复杂内部结构的的一体化3D打印。

图6 所展示的多材料散热器为例，3D打印技术本身实现了传统工艺无法成行的复杂内部流道结构，其中的CuCrZr铜合金材料能快速导热，铜点阵、TPMS晶格结构能显著增大换热面积；316L不锈钢外壳，则具备高强度、耐腐蚀、耐压的特点。这种一体结构使得机械性能可靠稳定，实现轻量化优化。

图3图4 展示的一款多材料注塑模具，铜合金材料优异的导热性能可实现更快加热与冷却，缩短成型周期，提升生产效率。而外侧的钢材能大幅提升耐磨性与整体强度，使模具在提升整体生产效率的同时延长使用寿命。这种定制化的模具可以强化注塑件的特定性能，提升产品的功能性。

增材制造技术使产品能够实现传统制造方法无法实现的自由几何形状。增材制造结合不同材料，通过特定的材料特性，能够提供更大的灵活性，从而满足个性化的性能需求。

通过将不同的材料特性（例如硬度、导电性、强度、导热性和耐腐蚀性）集成到一个组件中，可以创造出具有集成多功能性的产品，而这些产品在以前只能通过复杂的连接工艺才能实现，甚至根本无法实现。

实现多材料高效3D打印的关键在于铺送粉技术。3D打印技术参考注意到，舍弗勒使用Aerosint公司发明的选择性粉末沉积 (SPD) 铺粉机构，图7 图8展示了该装置及打印机内部结构，它能够快速、精确地将各种材料铺设到粉末床上。然而据笔者了解，该装置目前无法引入国内。