LPBF多金属3D打印应用迎来关键拐点，实用化大幕正在拉开

LPBF多金属3D打印长期深陷“理论可行、实用不足”的困境。

专注于粉末床金属3D打印的多数人，或怀猎奇、或怀质疑的态度，但一直在关注它的发展。

实际上，这项技术的玩家到目前来说也并不多，虽远未成熟，但相关应用探索却已取得实质进展。

尤其在航空航天领域，2025年至今已有多则消息暗示，基于该技术的应用僵局正在被打破，LPBF多金属3D打印已迎来关键拐点。

我国多金属3D打印

航空发动机整体涡轮叶盘

2025年一个关键的案例，来自我国中科院工程热物理研究所团队。

2026年1月，中国科技网报道，中科院工程热物理研究所采用多金属3D打印制造的整体涡轮叶盘通过了点火试车考核。相关配图体现的时间为2025年10月。

这在整个LPBF多金属3D打印领域，具有标志性意义。这是行业内首次出现基于该技术制造的零部件验证报道，且直接是热端高速运动部件。

整体涡轮叶盘点火试车（受访者供图，来自中国科技网）

该部件盘芯采用高韧性材料，叶片采用耐高温材料，由3D打印技术实现一体化制造。

整体涡轮叶盘超转试验（受访者供图）

报道指出，该测试首次实现了多金属增材制造航空发动机热端转动部件点火试车，初步验证了多金属3D打印整体涡轮叶盘的稳定性和可靠性。

该案例来源报道：https://www.stdaily.com/web/gdxw/2026-01/20/content_464061.html

Fraunhofer IGCV

多材料3D打印火箭发动机部件

在多金属3D打印领域，弗劳恩霍夫铸造、复合材料及加工技术研究所（Fraunhofer IGCV）的研究人员是首批展示创新成果和真正革命性应用的团队之一。

2026年3月，Fraunhofer IGCV宣布正在推动使用多材料LPBF金属3D打印技术开发下一代阿丽亚娜火箭发动机。

用于电机的多材料3D打印定子

这是欧盟大型项目的一部分，他们已经制造了多材料验证部件。其中阀门部件由磁性和非磁性钢合金交替制成，有助于火箭在飞行过程中保持稳定的姿态。

研究人员正在将他们的3D打印原型与传统的铣削和焊接版本进行直接比较，展示下一代阿丽亚娜发动机在功能性、效率、成本和循环时间方面的优势。

该机构开展的另一个案例是前几年推出的多材料增材制造的气动塞式火箭发动机概念原型，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该技术解决此类型发动机的过热问题。

整个发动机暴露在高温下的区域均由铜制成，这为不太过热的区域提供了额外的导热连接。另一方面，气动塞式发动机中承受高结构载荷的部分则由高强度钢制成。气动塞式发动机完全集成，外部的铜翅片用作冷却和结构元件。这种设计理念使发动机的外观比传统火箭发动机更具未来感。

此外，Fraunhofer IGCV于多年前展示了镍基高温合金与铜合金一体3D打印的燃烧室演示部件。

据3D打印技术参考了解，Fraunhofer IGCV采用的设备是SLM Solutions的SLM 280，它是业内为数不多的具备多材料一体3D打印能力的商业设备，其用户包括Fraunhofer IGCV、CellCore GmbH、ASCO和芬兰VTT技术研究中心等领先机构。

澳大利亚首个双金属火箭推进器

澳大利亚于2025年宣布成功3D打印出该国首个双金属火箭推进器，它将为一家名为Space Machine的Optimus Viper航天器提供动力。

该推进器在澳大利亚国家科学机构的大型3D打印中心Lab22工厂，采用尼康SLM Solutions SLM 280制造，在一次打印中融合了两种高性能金属：高强度钢作为外壳，用于提高结构强度；铜合金则用于提高导热性。

这种组合使推进器能够承受极端高温，同时保持轻量化同时坚固耐用，这种设计在传统的单金属火箭推进系统中并不常见。

制造火箭推力室的传统方法包括在铜衬里上加工冷却通道，然后将其钎焊到钢套上，这是一个成本高昂、耗时耗力且容易出现故障的工艺。

而多材料3D打印技术可以同时打印两种金属，从而降低生产复杂性、成本和时间，同时提高设计灵活性和耐用性。铜合金通道提供的再生冷却确保推进器能够承受反复点火和长时间燃烧，而钢制外壳则可在压力下保持结构完整性。

SLM® 280 2.0 机器内部视图

参与该项目的高级研究员Cherry Chen博士表示：“这一成就展示了多材料增材制造在复杂高性能部件方面的潜力。通过将每种材料精确地放置在需要的位置，我们可以提高功能性，减少浪费，并为广泛的行业开辟新的设计可能性。”

舍弗勒多材料3D打印

散热器及注塑模具

在2026年TCT亚洲展期间，笔者发现舍弗勒(Schaeffler)展示了其多材料3D打印成果，主要涉及散热器和注塑模具。

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。

以一款多材料散热器为例，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。

而多材料的注塑模具，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。

采用粉末床激光熔融技术实现多金属一体3D打印，无论对于发动机、散热器还是其他行业应用，都属于高价值应用。在发动机制造领域，目前取得的最大进展就是我国开展的热端转动部件的试车成功。

虽然仍属于小众研究领域，但我国在设备端的进展也很明显。主要参与者包括雷佳增材、中科院工程热物理研究所以及中科院宁波材料所等。

关于多材料一体3D打印，笔者此前已发布过大量文章，包括多材料一体3D打印的价值、多工艺复合制造形式、基于SLM粉末床熔融的多材料3D打印送粉方式等等，感兴趣的读者可以查阅。

注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。

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