เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ เป็นของ เทคโนโลยีการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติแตกต่างจากการผลิตแบบลบแบบดั้งเดิม เรียกว่า เทคโนโลยีการผลิตสารเติมแต่งการผลิตชิ้นส่วนแบบดั้งเดิมโดยทั่วไปต้องใช้เครื่องมือและแม่พิมพ์ และยากที่จะประมวลผลชิ้นส่วนที่มีรูปร่างซับซ้อนและพื้นผิวไม่เรียบ เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติใช้เทคนิคสมัยใหม่ เช่น คอมพิวเตอร์ เลเซอร์ และ CNC เพื่อสร้างไฟล์โมเดล 3 มิติของชิ้นส่วนที่จะประมวลผลในคอมพิวเตอร์ หลังจากสร้างโมเดลแล้ว จะนำเข้าสู่ซอฟต์แวร์การแบ่งส่วนเพื่อตั้งค่าพารามิเตอร์การประมวลผล เช่น ความเร็วในการประมวลผล ความสูงของชั้น เป็นต้น หลังจากตั้งค่าเสร็จแล้ว จะนำเข้าสู่เครื่องพิมพ์ 3 มิติ เครื่องพิมพ์จะรับพารามิเตอร์การประมวลผลและดำเนินการประมวลผลวัตถุโดยการพิมพ์วัสดุทีละชั้น วัสดุที่ใช้ในเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติทั่วไปโดยทั่วไปคือเรซิน PLA พลาสติก ABS เป็นต้น ในขณะที่วัสดุที่ใช้ในเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติโลหะคือโลหะหรือวัสดุโลหะผสม เมื่อพิจารณาจากกระบวนการพิมพ์โลหะ 3 มิติที่แตกต่างกัน จะสามารถแบ่งได้คร่าวๆ เป็นเทคโนโลยีการหลอมโลหะแบบเลือกจุด (SLS), เทคโนโลยีการหลอมโลหะแบบเลือกจุด (SLM), เทคโนโลยีการหลอมโลหะแบบเลือกจุดด้วยลำแสงอิเล็กตรอน (EBSM), เทคโนโลยีการขึ้นรูปด้วยเลเซอร์แบบใกล้ตาข่าย (LENS), เทคโนโลยีการหลอมโลหะด้วยเลเซอร์โดยตรง (DMLS) และเทคโนโลยีใหม่ๆ อื่นๆ เทคโนโลยีการพิมพ์โลหะ 3 มิติได้รับการใช้กันอย่างแพร่หลายในหลายสาขา เช่น การผลิตที่มีความแม่นยำ การบินและอวกาศ และอุปกรณ์ทางการแพทย์ เนื่องจากสามารถประมวลผลชิ้นส่วนที่มีรูปร่างใดก็ได้

ด้วยการพัฒนาของสังคมและความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เทคโนโลยีการพิมพ์โลหะ 3 มิติได้ครองตำแหน่งที่สำคัญในอุตสาหกรรมการผลิตโลหะอย่างรวดเร็วด้วยอัตราการใช้ทรัพยากรที่สูง วงจรการผลิตสั้น และความยืดหยุ่นสูง เทคโนโลยีการพิมพ์โลหะ 3 มิติสามารถพิมพ์ชิ้นส่วนโลหะขนาดเล็กที่ซับซ้อนและมีความแม่นยำสูงได้ ดังนั้นเทคโนโลยีนี้จึงมีบทบาทสำคัญในการปรับปรุงคุณภาพและประสิทธิภาพของการผลิตในอุตสาหกรรมทั้งหมด ปรับปรุงสถานะปัจจุบันของการผลิตชิ้นส่วนโลหะ เพิ่มความเป็นไปได้มากขึ้นในกระบวนการผลิตชิ้นส่วนโลหะ และส่งเสริมการพัฒนาอุตสาหกรรมการผลิตโลหะ

1. การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการพิมพ์โลหะแบบ 3 มิติ

ในปัจจุบัน เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะกระแสหลักที่ใช้โดยตรงในตลาดสำหรับการผลิตชิ้นส่วนโลหะ ได้แก่: การเผาผนึกด้วยเลเซอร์แบบเลือก (SLS), การหลอมละลายด้วยเลเซอร์แบบเลือกจุด (SLM), การหลอมโลหะด้วยเลเซอร์โดยตรง (DMLS), การขึ้นรูปด้วยเลเซอร์ใกล้ตาข่าย (เลนส์)และ การหลอมแบบเลือกลำแสงอิเล็กตรอน (EBSM).

1.1 เทคโนโลยีการเผาผนึกด้วยเลเซอร์แบบเลือกจุด (SLS)

เทคโนโลยีการหลอมโลหะแบบเลือกจุด (Selective Laser Sintering หรือ SLS) เป็นเทคโนโลยีการพิมพ์โลหะ 3 มิติที่เก่าแก่ที่สุด กลไกทางโลหะวิทยาที่ใช้คือกลไกการหลอมเหลว วัสดุที่ใช้เป็นผงผสมของโลหะที่มีจุดหลอมเหลวสูงและโลหะที่มีจุดหลอมเหลวต่ำหรือวัสดุโพลีเมอร์ ในระหว่างกระบวนการหลอมโลหะ ผงโลหะที่มีจุดหลอมเหลวต่ำหรือวัสดุโพลีเมอร์จะหลอมละลาย ในขณะที่ผงโลหะที่มีจุดหลอมเหลวสูงจะไม่หลอมละลายและคงแกนเฟสแข็งไว้เป็นโลหะโครงสร้าง วัสดุที่หลอมละลายทำหน้าที่เป็นโลหะที่ยึดติดและสร้างเฟสของเหลวในระหว่างกระบวนการหลอมเพื่อปกคลุม ชุบ และยึดติดโลหะแข็งเพื่อให้เกิดความหนาแน่นจากการหลอมเหลว อุปกรณ์กระบวนการทั้งหมดประกอบด้วยสองส่วน: กระบอกผงและกระบอกขึ้นรูป ในระหว่างการทำงาน กระบอกผงทางด้านซ้ายจะยกขึ้นหนึ่งชั้น จากนั้นลูกกลิ้งผงจะกระจายชั้นของผงให้ทั่วกระบอกขึ้นรูป ลำแสงเลเซอร์ที่ควบคุมโดยคอมพิวเตอร์จะสแกนผงตามแบบจำลองที่หั่นแล้ว เพื่อให้ผงโลหะไปถึงจุดหลอมเหลวและหลอมเหลวเพื่อทำให้ชั้นของชิ้นส่วนเสร็จสมบูรณ์ เมื่อเสร็จสิ้นแล้ว กระบอกฉีดจะปล่อยชั้นผงหนึ่งชั้น และลูกกลิ้งผงจะกระจายผงชั้นที่สม่ำเสมอในกระบอกฉีดอีกครั้งเพื่อเผาชั้นถัดไป กระบวนการนี้จะทำซ้ำเพื่อให้การผลิตชิ้นส่วนทั้งหมดเสร็จสมบูรณ์

คุณสมบัติของเลเซอร์หลอมโลหะแบบเลือกได้ ข้อดี: (1) สามารถใช้วัสดุได้หลากหลาย รวมถึงวัสดุโพลีเมอร์ ผงโลหะ ผงเซรามิก ผงไนลอน ฯลฯ ด้วยการคัดเลือกที่แข็งแกร่ง (2) ไม่จำเป็นต้องมีการรองรับ เนื่องจากผงที่ยังไม่หลอมโลหะสามารถรองรับชั้นแขวนลอยที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการพิมพ์ได้ (3) อัตราการใช้ประโยชน์ของวัสดุสูง ไม่จำเป็นต้องมีการรองรับระหว่างกระบวนการพิมพ์ และราคาของวัสดุก็ต่ำ ข้อเสีย ได้แก่: (1) พื้นผิวขรุขระ พื้นผิวของต้นแบบที่ผลิตโดยกระบวนการ SLS มีลักษณะเป็นผงและยึดติดกัน และอยู่ในรูปของอนุภาคผง ดังนั้นคุณภาพของพื้นผิวจึงไม่สูง (2) มีกลิ่นในระหว่างกระบวนการ เนื่องจากวัสดุโพลีเมอร์หรืออนุภาคผงจะปล่อยกลิ่นออกมาในระหว่างการหลอมโลหะ

1.2 เทคโนโลยีการหลอมละลายด้วยเลเซอร์แบบเลือกจุด (SLM)

เทคโนโลยีการหลอมโลหะด้วยเลเซอร์แบบเลือกจุด (Selective Laser Melting: SLM) ได้รับการพัฒนาบนพื้นฐานของ SLS หลักการพื้นฐานนั้นคล้ายกับ SLS ขั้นแรกจะใช้ซอฟต์แวร์สร้างแบบจำลอง 3 มิติบนคอมพิวเตอร์เพื่อสร้างแบบจำลอง จากนั้นจึงใช้ซอฟต์แวร์ตัดเพื่อปรับพารามิเตอร์และรับข้อมูลของแต่ละชั้น จากนั้นคอมพิวเตอร์จะควบคุมลำแสงเลเซอร์เพื่อสแกนและหลอมโลหะทีละชั้นเพื่อสร้างชั้นทีละชั้น ควรสังเกตว่าเพื่อป้องกันไม่ให้โลหะทำปฏิกิริยากับก๊าซอื่นที่อุณหภูมิสูง กระบวนการ SLM จะต้องดำเนินการภายใต้ก๊าซเฉื่อย ซึ่งต่างจากกระบวนการ SLS กระบวนการ SLM ต้องให้ผงโลหะหลอมละลายจนหมดจากนั้นจึงทำให้เย็นลงเพื่อก่อตัว ดังนั้นจึงต้องใช้เลเซอร์ความหนาแน่นกำลังสูงในการสแกนผง

คุณสมบัติของการหลอมโลหะด้วยเลเซอร์แบบเลือกจุด: ข้อดี: (1) ผงจะถูกหลอมละลายอย่างสมบูรณ์ในระหว่างการประมวลผลและไม่จำเป็นต้องใช้สารยึดติด ดังนั้นความแม่นยำและคุณสมบัติเชิงกลของชิ้นส่วนที่เกิดจากการแปรรูปจึงดีกว่าที่ขึ้นรูปโดย SLS (2) ความหนาแน่นสูง เส้นผ่านศูนย์กลางจุดลำแสงเลเซอร์นั้นละเอียดและความหนาแน่นอยู่ใกล้ 100% ซึ่งเกือบจะเท่ากับโลหะวิทยา (3) สามารถผลิตชิ้นส่วนโลหะที่มีรูปร่างซับซ้อนได้โดยตรงและง่ายดาย ข้อเสีย ได้แก่: (1) อุปกรณ์ราคาแพงและการทำงานที่ซับซ้อน ต้องมีผู้เชี่ยวชาญในการดำเนินการ (2) การประมวลผลหลังการผลิตที่ซับซ้อน กระบวนการ SLM ต้องใช้การเพิ่มตัวรองรับ และชิ้นส่วนที่ขึ้นรูปต้องได้รับการประมวลผลหลังการผลิตเพื่อเอาตัวรองรับออก

1.3 เทคโนโลยีการหลอมแบบเลือกลำแสงอิเล็กตรอน (EBSM)

สองส่วนที่สำคัญที่สุดของอุปกรณ์ EBSM ได้แก่ ปืนอิเล็กตรอนและห้องสูญญากาศ ปืนอิเล็กตรอนประกอบด้วยขั้วบวก ขั้วลบ กริด เส้นใย คอยล์เบี่ยงเบน และคอยล์โฟกัส ห้องสูญญากาศประกอบด้วยตัวกระจายผง ลูกสูบ และกล่องเก็บผง หลักการทำงานคือ เส้นใยที่ด้านบนของปืนอิเล็กตรอน (โดยปกติคือเส้นใยทังสเตน) สร้างอิเล็กตรอนร้อนจำนวนมากบนพื้นผิวภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูงและปล่อยอิเล็กตรอนเหล่านี้ผ่านขั้วลบ มีรูเล็กๆ ที่ด้านบนของกริด ตำแหน่งสัมพันธ์กับขั้วลบสามารถควบคุมปริมาณลำแสงอิเล็กตรอนที่ผ่านได้ ภายใต้การเร่งความเร็วของขั้วบวก จะได้รับพลังงานจลน์สูงมาก ซึ่งสามารถเร่งความเร็วได้ถึงประมาณครึ่งหนึ่งถึงหนึ่งในสามของความเร็วแสง ลำแสงอิเล็กตรอนจะถูกโฟกัสโดยคอยล์โฟกัส จากนั้นจึงเข้าสู่คอยล์เบี่ยงเบน ลำแสงอิเล็กตรอนสามารถเบี่ยงเบนได้โดยคอยล์เบี่ยงเบน และผงจะถูกสแกนอย่างเลือกสรรภายใต้การควบคุมของคอมพิวเตอร์ ผงจะถูกวางไว้ในกล่องเก็บผง ระหว่างการทำงาน ชั้นผงจะถูกกระจายอย่างสม่ำเสมอบนแท่นผงโดยเครื่องกระจายผง แท่นผงจะถูกอุ่นล่วงหน้าด้วยลำแสงอิเล็กตรอนพลังงานต่ำความเร็วการสแกนต่ำเพื่อรักษาอุณหภูมิให้ต่ำกว่าจุดหลอมเหลวของผงโลหะ จากนั้นจึงใช้พลังงานและความเร็วการสแกนที่สูงขึ้นเพื่อหลอมผง เมื่อลำแสงอิเล็กตรอนชนกับผงโลหะ พลังงานจลน์ของลำแสงจะถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อนเพื่อหลอมผงโลหะ หลังจากเสร็จสิ้นชั้นการสแกน ลูกสูบจะเลื่อนลงมาหนึ่งชั้น และเครื่องกระจายผงจะกระจายผงอีกครั้งเพื่ออุ่นล่วงหน้าและหลอมชั้นผงใหม่ กระบวนการนี้ทำซ้ำจนกว่าชิ้นส่วนโลหะจะถูกสร้างขึ้นอย่างสมบูรณ์ ควรสังเกตว่ากระบวนการ EBSM จะต้องดำเนินการภายใต้สภาวะสุญญากาศ หลังจากสร้างชิ้นส่วนแล้ว จำเป็นต้องเคลื่อนย้ายอุปกรณ์ไปยังอุปกรณ์หลังการประมวลผลเพื่อกำจัดผงโดยรอบโดยใช้ก๊าซอัดเพื่อให้ได้การพิมพ์ขั้นสุดท้าย และสามารถนำผงที่เหลือกลับมาใช้ใหม่ได้

ลักษณะเฉพาะของการหลอมโลหะแบบเลือกลำแสงอิเล็กตรอน ข้อดี: (1) เทคโนโลยี EBSM มีอุณหภูมิอุ่นล่วงหน้าสูงภายใต้สภาวะสุญญากาศ ซึ่งสามารถหลอมโลหะที่มีจุดหลอมเหลวสูง ลดความเข้มข้นของความเค้นจากความร้อน และหลีกเลี่ยงการดัดงอและการเสียรูปของชิ้นส่วนที่ขึ้นรูป (2) ไม่จำเป็นต้องมีการรองรับในระหว่างกระบวนการขึ้นรูป ใช้ผงที่ยังไม่ผ่านการเผาเป็นตัวรองรับ และหลังจากการผลิตเสร็จสิ้น จำเป็นต้องเป่าผงออกไปเท่านั้น ข้อเสีย: (1) ปรากฏการณ์ "การเป่าผง" ผงที่กระจายไปบนชั้นผงโดยเครื่องกระจายผงจะออกจากตำแหน่งที่วางไว้ล่วงหน้าภายใต้การกระทำของลำแสงอิเล็กตรอน เหตุผลก็คือลำแสงอิเล็กตรอนทำให้ผงที่มีสภาพนำไฟฟ้าไม่ดีส่งไฟฟ้าสถิตย์ และแรงผลักของไฟฟ้าสถิตย์ทำให้ผงยุบตัว (2) ปรากฏการณ์ "ทรงกลม" หมายถึงโลหะที่ไม่ถูกหลอมละลายอย่างสมบูรณ์และก่อตัวเป็นกลุ่มลูกโลหะที่แยกออกจากกัน (3) อุปกรณ์จะต้องเสร็จสมบูรณ์ภายใต้สภาวะสุญญากาศ ซึ่งมีต้นทุนการบำรุงรักษาสูง และจะมีการสร้างรังสีแกมมาในระหว่างกระบวนการสะสมลำแสงอิเล็กตรอน ซึ่งอาจทำให้เกิดการรั่วไหลและก่อให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม

1.4 เทคโนโลยีเลนส์ (Laser Near Net Shape)

เทคโนโลยีนี้ได้รับการแนะนำครั้งแรกโดยห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Sandia ในสหรัฐอเมริกาเมื่อศตวรรษที่แล้ว กระบวนการนี้ผสมผสานเทคโนโลยีการหุ้มด้วยเลเซอร์เข้ากับเทคโนโลยีการหลอมด้วยเลเซอร์แบบเลือกจุด (SLS) โดยใช้การป้อนผงแบบโคแอกเซียลเพื่อสร้างแอ่งหลอมเหลวด้วยเลเซอร์ ผงในแอ่งหลอมเหลวจะละลายและแข็งตัวเพื่อผลิตชิ้นส่วน

ลักษณะของเลเซอร์ใกล้รูปร่างสุทธิ: ข้อดี: (1) เทคโนโลยี LENS ใช้การหลอมโลหะอย่างรวดเร็วและการแข็งตัว และชิ้นส่วนที่ได้จากการขึ้นรูปมีความหนาแน่นสูงและคุณสมบัติเชิงกลที่ดี (2) ไม่ต้องใช้แม่พิมพ์ ซึ่งช่วยประหยัดต้นทุนและสามารถดำเนินการประมวลผลวัสดุที่แตกต่างกันได้ ข้อเสีย: (1) คุณภาพพื้นผิวของชิ้นส่วนที่ขึ้นรูปไม่สูง พื้นผิวหยาบ ความเครียดจากความร้อนมีมากในระหว่างกระบวนการขึ้นรูป และเกิดรอยแตกได้ง่าย (2) จำเป็นต้องใช้ก๊าซป้องกันในระหว่างกระบวนการขึ้นรูป ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากการใช้ผงโลหะผสมไททาเนียม ต้นทุนจึงค่อนข้างสูง

1.5 เทคโนโลยีการเชื่อมโลหะด้วยเลเซอร์โดยตรง (DMLS)

เทคโนโลยี DMLS เป็นสาขาหนึ่งของเทคโนโลยี SLS เริ่มมีรูปร่างขึ้นในช่วงทศวรรษ 1990 เทคโนโลยี DMLS ใช้ผงโลหะในการหลอมโดยตรง ความแตกต่างจากเทคโนโลยี SLM คือ เทคโนโลยี SLM ต้องการให้ผงโลหะหลอมละลายอย่างสมบูรณ์ ในขณะที่ DMLS จำเป็นต้องหลอมโลหะเท่านั้น

ลักษณะเฉพาะของการหลอมโลหะด้วยเลเซอร์โดยตรง ข้อดี: (1) ชิ้นส่วนโลหะสามารถหลอมได้โดยตรง (2) สามารถใช้สารต่างๆ ได้ เช่น สแตนเลส โคบอลต์ นิกเกิล เป็นต้น (3) ชิ้นงานที่ขึ้นรูปด้วยกระบวนการมีโครงสร้างหนาแน่นและมีความแข็งแรงในการยึดเกาะสูง ข้อเสีย: (1) ปรากฏการณ์ “ทรงกลม” (2) หลอมและเสียรูปได้ง่าย ความหนาแน่นไม่สูง

1.6 เทคโนโลยีใหม่

ตัวอย่างเช่น การผลิตแบบเติมแต่งด้วยอาร์กไฟฟ้า (WAAM) การขึ้นรูปโลหะด้วยเจ็ทอนุภาคนาโน (NPJ) และการรวมตัวด้วยอัลตราโซนิก (UAM) เป็นต้น เทคโนโลยีเหล่านี้ยังมีช่องว่างสำหรับการพัฒนาอีกมากในอนาคต

2 แนวโน้มการพัฒนาเทคโนโลยีการพิมพ์โลหะแบบ 3 มิติ

2.1 การขยายขอบเขตการใช้งาน

ปัจจุบัน การพิมพ์โลหะ 3 มิติไม่จำกัดอยู่แค่สาขาการแปรรูปและการผลิตแม่พิมพ์ทางกลเท่านั้น แต่ยังสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในสาขาอื่นๆ ได้อีกด้วย สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในสาขาการบินและอวกาศได้ เทคโนโลยีการพิมพ์โลหะ 3 มิติสามารถใช้ทดแทนชิ้นส่วนที่เสียหายบางส่วนได้ จึงไม่ต้องเปลี่ยนเครื่องจักรทั้งเครื่องด้วยต้นทุนสูง และยืดอายุการใช้งานได้ นอกจากนี้ยังสามารถพิมพ์ส่วนประกอบสำคัญของเครื่องบินได้อีกด้วย ตัวอย่างเช่น ในเดือนพฤศจิกายน 2018 วงเล็บเครื่องยนต์ที่พิมพ์ด้วยโลหะ 3 มิติที่พัฒนาโดย GE ได้รับการอนุมัติให้ใช้ในการผลิตเครื่องบิน[7] สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในสาขาการศึกษาและการสอนได้ การพิมพ์โลหะ 3 มิติสามารถใช้เป็นเครื่องมือสอนเพื่อชี้แนะให้นักเรียนเข้าใจเทคโนโลยีนี้ และยังสามารถพิมพ์แบบจำลองการสอนเพื่อชี้แนะให้นักเรียนเข้าใจแบบจำลองได้อย่างชาญฉลาดยิ่งขึ้นและปรับปรุงคุณภาพการสอน สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในสาขายานยนต์ได้ ในปี 2017 คาลิปเปอร์เบรกที่พิมพ์โดย Volkswagen ผ่านการทดสอบระดับมืออาชีพและบรรลุเป้าหมายด้านน้ำหนักขั้นต่ำและความแข็งแรงสูงสุด นอกจากนี้ยังสามารถใช้ซ่อมแซมชิ้นส่วนรถยนต์ได้อีกด้วย นอกจากนี้ยังสามารถใช้ในสาขาการแพทย์ได้อีกด้วย โลหะผสมไททาเนียมเป็นวัสดุที่นิยมใช้มากที่สุดสำหรับการทำรากฟันเทียม วิธีการผลิตแบบดั้งเดิมนั้นไม่เพียงแต่มีราคาแพงเท่านั้น แต่ยังมีขนาดเดียวและไม่สามารถปรับแต่งได้ ปัจจุบัน โลหะผสมไททาเนียมสามารถนำมาใช้โดยตรงได้โดยการสแกนช่องปากของผู้ป่วย สร้างแบบจำลองรากฟันเทียม จากนั้นพิมพ์โดยตรงโดยใช้เทคโนโลยีการหลอมโลหะ ซึ่งช่วยลดต้นทุนและขั้นตอนการประมวลผลได้อย่างมาก นอกจากนี้ยังมีพื้นที่การใช้งานที่เป็นไปได้ เช่น การทำของตกแต่งบ้าน ของเล่น และโมเดลแอนิเมชั่น

2.2 ความเชี่ยวชาญด้านอุปกรณ์และวัสดุเครื่องพิมพ์

เทคโนโลยีการพิมพ์โลหะ 3 มิติยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น โดยมีอุปกรณ์การพิมพ์เพียงไม่กี่ชิ้นและไม่สมบูรณ์แบบ และการพัฒนาก็อยู่ในภาวะคับคั่ง หากจำเป็นต้องปรับปรุงสถานการณ์นี้ จำเป็นต้องสร้างอุปกรณ์ที่คุ้มต้นทุนและขยายกลไกการพิมพ์ต่อไป ตัวอย่างเช่น จำเป็นต้องทำการวิจัยเชิงลึกเกี่ยวกับกลไกการพิมพ์โลหะ 3 มิติ เช่น การพิมพ์แบบขนาน การพิมพ์หลายวัสดุ การพิมพ์หลายหัวฉีด การพิมพ์ชิ้นใหญ่ และการพิมพ์ต่อเนื่อง และนำไปใช้กับการผลิตผลิตภัณฑ์บนพื้นฐานนี้ ข้อจำกัดของวัสดุการพิมพ์ยังจำกัดการพัฒนาการพิมพ์โลหะ 3 มิติในระดับหนึ่ง ในแง่ของวัสดุการพิมพ์ ควรสามารถพิมพ์วัสดุที่แตกต่างกันและพิมพ์วัสดุที่แตกต่างกันสำหรับสถานที่ต่างๆ ได้ ตัวอย่างเช่น วัสดุโคบอลต์สามารถใช้ในกังหันก๊าซ วัสดุนิกเกิลสามารถใช้ในห้องเผาไหม้ โลหะมีค่าสามารถใช้ในการรวมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ รวมถึงวัสดุโลหะทนไฟบางชนิด เช่น ทังสเตน วิธีการพิมพ์แบบใหม่และการพิมพ์วัสดุโลหะชนิดใหม่จะเป็นจุดสนใจและจุดมุ่งเน้นในการวิจัยในอนาคต โดยมีเป้าหมายเพื่อปรับปรุงคุณภาพและผลลัพธ์ของการพิมพ์โลหะแบบ 3 มิติเพื่อตอบสนองการผลิตในสถานการณ์และเงื่อนไขที่แตกต่างกัน