盡管激光 3D 打印設(shè)備展現(xiàn)出了的潛力和應(yīng)用前景，但在實(shí)際發(fā)展過程中，仍然面臨著諸多挑戰(zhàn) 。?
成本高昂是制約激光 3D 打印設(shè)備廣泛應(yīng)用的一大關(guān)鍵因素 。一方面，設(shè)備本身的價(jià)格不菲，一臺(tái)的激光 3D 打印機(jī)，其售價(jià)往往在數(shù)十萬元甚至上百萬元不等 。這對(duì)于許多中小企業(yè)和個(gè)人用戶來說，是一筆難以承受的開支 。另一方面，打印材料的成本也相對(duì)較高 。以金屬材料為例，用于 3D 打印的金屬粉末價(jià)格通常是傳統(tǒng)金屬材料的數(shù)倍甚至數(shù)十倍 。例如，316L 不銹鋼金屬粉的價(jià)格約為 450 元 /kg，而適用于航空領(lǐng)域的特殊金屬材料價(jià)格則更高 。此外，打印過程中的能源消耗、設(shè)備維護(hù)成本以及后期處理成本等，也都進(jìn)一步增加了整體的使用成本 。?
打印速度慢也是一個(gè)亟待解決的問題 。相較于傳統(tǒng)的制造工藝，激光 3D 打印的速度相對(duì)較慢 。以制造一個(gè)中等尺寸的金屬零件為例，傳統(tǒng)鑄造工藝可能只需要幾個(gè)小時(shí)，而激光 3D 打印則可能需要數(shù)天的時(shí)間 。這主要是因?yàn)?3D 打印是通過層層堆積的方式來制造物體，每一層的打印都需要一定的時(shí)間，而且在打印過程中，還需要進(jìn)行一些必要的輔助操作，如激光掃描、材料固化等，這些都會(huì)進(jìn)一步延長打印時(shí)間 。雖然近年來一些新的技術(shù)和方法不斷涌現(xiàn)，試圖提高打印速度，但目前來看，仍然無法滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需求 。

工作原理
激光 3D 打印設(shè)備基于激光聚合技術(shù)或激光燒結(jié)技術(shù)，通過激光器產(chǎn)生高強(qiáng)度激光束，掃描儀根據(jù)三維模型數(shù)據(jù)控制激光束路徑，照射光敏材料或粉末材料，引發(fā)材料分子聚合反應(yīng)或燒結(jié)，工作臺(tái)支撐固定物體，控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)各部分工作，層層固化或燒結(jié)材料，終形成三維實(shí)體。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)
：激光技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)非常高的制造精度和細(xì)節(jié)，打印出的零件尺寸精度高，表面質(zhì)量好。
靈活性：能快速響應(yīng)設(shè)計(jì)變更和個(gè)性化需求，無需模具即可制造出各種復(fù)雜形狀的零件，縮短產(chǎn)品研發(fā)周期。
材料利用率高：與傳統(tǒng)切削加工相比，材料浪費(fèi)少，較為環(huán)保，降低了生產(chǎn)成本。

技術(shù)復(fù)雜性也是激光 3D 打印設(shè)備面臨的一個(gè)挑戰(zhàn) 。3D 打印涉及到多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)和技術(shù)，如材料科學(xué)、光學(xué)、機(jī)械工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)等 。這就要求操作人員不僅要掌握 3D 打印設(shè)備的操作技能，還需要具備相關(guān)學(xué)科的知識(shí) 。然而，目前這樣的復(fù)合型人才相對(duì)匱乏，這在一定程度上限制了激光 3D 打印技術(shù)的推廣和應(yīng)用 。此外，3D 打印過程中的工藝參數(shù)眾多，如激光功率、掃描速度、層厚等，這些參數(shù)的設(shè)置對(duì)打印質(zhì)量有著至關(guān)重要的影響 。如何優(yōu)化這些工藝參數(shù)，以獲得佳的打印效果，也是一個(gè)需要深入研究的問題 。?
材料的限制同樣不容忽視 。目前，適用于激光 3D 打印的材料種類仍然相對(duì)有限，而且這些材料的性能也有待進(jìn)一步提高 。在塑料材料方面，雖然有多種塑料可供選擇，但它們的強(qiáng)度、耐熱性等性能往往無法與傳統(tǒng)的塑料成型工藝相媲美 。在金屬材料方面，一些的金屬材料，如鈦合金等，雖然具有的性能，但由于其熔點(diǎn)高、加工難度大等原因，在 3D 打印過程中容易出現(xiàn)裂紋、變形等問題，影響打印質(zhì)量 。此外，材料的兼容性也是一個(gè)問題，不同的材料在打印過程中可能會(huì)出現(xiàn)相互排斥或結(jié)合不牢固的情況，這也限制了多材料打印的發(fā)展 。?
五、未來趨勢(shì)瞭望臺(tái)

激光熔覆3D打印(即激光熔覆成形)技術(shù)是一種累積制造技術(shù)，利用CAD軟件制作零件模型，經(jīng)計(jì)算機(jī)編程后，用一束束激光在工件上進(jìn)行掃描。它是以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，利用蠟、粉末金屬或塑料等特殊粘合材料，通過打印將工件上的金屬粉末熔化，逐層融合堆疊，逐層打印構(gòu)造物體，終成型的技術(shù)。該技術(shù)可以一步成型金屬零件，而經(jīng)過智能工藝控制后形成的致密金屬零件幾乎為網(wǎng)狀，幾乎不需要后續(xù)加工，從而實(shí)現(xiàn)金屬零件的快速、包覆3D打印。激光熔覆3D打印設(shè)備與傳統(tǒng)打印機(jī)大的區(qū)別在于，它使用的“墨水”是真正的原材料，有各種形式的堆疊薄層。有各種各樣的介質(zhì)可用于打印，從各種塑料到金屬、陶瓷和橡膠。一些打印機(jī)還可以結(jié)合不同的媒體，使打印對(duì)象一端硬，另一端軟。



激光熔覆是指將選定的涂層材料通過不同的送料方式置于熔覆基體表面，然后通過激光照射使其與基體表面的薄層熔化，并快速凝固形成稀釋度極低的表面涂層，與基體形成冶金結(jié)合，可顯著提高基層表面的耐磨性、耐蝕性、耐熱性、抗氧化性和電氣特性，從而達(dá)到表面改性或修復(fù)的目的的工藝方法。既滿足了材料表面特定性能的要求，又節(jié)省了大量的珍貴元素。

　　與堆焊、噴涂、電鍍和氣相沉積相比，激光熔覆具有稀釋小、組織致密、涂層與基體結(jié)合好、適合熔覆的材料多、顆粒尺寸和含量變化大等特點(diǎn)，因此激光熔覆技術(shù)的應(yīng)用前景十分廣闊。