多材料金屬3D打印案例亮相國內，潛力很大！

在本屆TCT亞洲展期間，舍弗勒(Schaeffler)的多材料3D打印應用也驚艷亮相。筆者了解到，該公司此次參展的目的是調研LPBF多材料3D打印技術在國內的需求情況。如需求量大，將在本地開展制造服務。

多材料金屬3D打印技術當前在全球范圍內的開發企業仍然非常少，而舍弗勒已經在該領域進行了多年研發，其開發的產品推動了該技術的研究熱度。

相比單材料金屬3D打印，多材料一體3D打印將集成不同材料的性能優勢，滿足更復雜結構、功能和性能需求。

圖1圖5展示的是一體式多材料散熱器，結合了CuCrZr銅合金的超高導熱性能、M300模具鋼的高強度與耐磨性，以及CuSn10錫青銅材質的舍弗勒標識。這款產品內置耐壓流道設計，部件結構穩定可靠，銅材質僅作為輻射/對流外表面。舍弗勒可實現三種不同材料機復雜內部結構的的一體化3D打印。

圖6 所展示的多材料散熱器為例，3D打印技術本身實現了傳統工藝無法成行的復雜內部流道結構，其中的CuCrZr銅合金材料能快速導熱，銅點陣、TPMS晶格結構能顯著增大換熱面積；316L不銹鋼外殼，則具備高強度、耐腐蝕、耐壓的特點。這種一體結構使得機械性能可靠穩定，實現輕量化優化。

圖3圖4 展示的一款多材料注塑模具，銅合金材料優異的導熱性能可實現更快加熱與冷卻，縮短成型周期，提升生產效率。而外側的鋼材能大幅提升耐磨性與整體強度，使模具在提升整體生產效率的同時延長使用壽命。這種定制化的模具可以強化注塑件的特定性能，提升產品的功能性。

增材制造技術使產品能夠實現傳統制造方法無法實現的自由幾何形狀。增材制造結合不同材料，通過特定的材料特性，能夠提供更大的靈活性，從而滿足個性化的性能需求。

通過將不同的材料特性（例如硬度、導電性、強度、導熱性和耐腐蝕性）集成到一個組件中，可以創造出具有集成多功能性的產品，而這些產品在以前只能通過復雜的連接工藝才能實現，甚至根本無法實現。

實現多材料高效3D打印的關鍵在于鋪送粉技術。3D打印技術參考注意到，舍弗勒使用Aerosint公司發明的選擇性粉末沉積 (SPD) 鋪粉機構，圖7 圖8展示了該裝置及打印機內部結構，它能夠快速、精確地將各種材料鋪設到粉末床上。然而據筆者了解，該裝置目前無法引入國內。