即使金属3D打印越来越受欢迎，尤其是作为一种创建复杂金属形状的方法，仍有一些障碍需要克服。一个重要的问题可能是高生产成本，例如，由于需要进行显著的后处理以提高端部零件的性能。值得庆幸的是，剑桥大学的研究人员可能已经找到了解决方案。他们创造了一种新的金属3D打印工艺，并在钢材上进行了测试，他们认为这种工艺甚至优于加热和打浆。
顾名思义，加热和打浆是指用锤子将材料硬化，然后用火软化的过程。想想你可能在历史重演中看到的传统铁匠，他们经常使用这个过程，包括制作剑或马蹄等零件。然而，它也有自己的缺点，尤其是它的效率不如金属3D打印等工艺，也不太适合特别复杂的零件。
尽管如此，这些传统流程持续这么长时间还是有原因的。该项目的负责人、剑桥大学工程系的Matteo Seita博士指出，“加热和打浆之所以如此有效，是因为它改变了材料的内部结构，可以控制其性能。这就是为什么它在数千年后仍在使用。”
但也许不会持续太久。这个想法是为了克服3D打印技术的一个主要缺点，即无法以相同的方式控制材料的内部结构。事实上，这就是为什么金属3D打印总是需要热处理等后处理的原因之一。Seita表示，通过找到一种在不“加热和拍打”的情况下恢复这种结构工程能力的方法，不仅可以降低成本，而且能够控制性能还可以更容易地利用3D打印的绿色方面。
创造一种优于“加热和打浆”的新型金属3D打印工艺
也就是说，研究人员希望这一新工艺能够帮助金属3D打印在整个金属制造业中更具吸引力。剑桥团队与南洋理工大学、科学技术与研究局（A*STAR）、Paul Scherrer研究所、芬兰VTT技术研究中心和澳大利亚核科学技术组织的团队一起完成了这项工作，他们称之为“配方”，用于3D打印金属，同时仍然允许对内部结构的高度控制。
为了做到这一点，Seita和他的团队专门研究了激光。通过用激光熔化材料，然后控制材料熔化后的固化方式以及过程中产生的热量，研究人员可以“编程”最终材料的所需特性。Seita进一步解释道：“我们发现，在3D打印过程中，激光可以用作‘显微锤子’来硬化金属。然而，用相同的激光第二次熔化金属会放松金属的结构，使零件在放入熔炉时进行结构重新配置。”
结果如何？3D打印零件不仅具有固有的强度，而且不再易碎（这是一个常见的问题）。事实上，该工艺通过传统的基于激光的3D打印技术和相对较低温度下的熔炉的成功组合，实现了对强度和韧性的完全控制。初步实验也表明，3D打印的钢具有与加热和打浆制成的钢相当的性能。
Seita总结道：“我们认为这种方法有助于降低金属3D打印的成本，进而提高金属制造业的可持续性。在不久的将来，我们还希望能够绕过熔炉中的低温处理，进一步减少在工程应用中使用3D打印零件之前所需的步骤数量。”
