Metalni 3D štampani proizvodi se široko koriste u industrijskoj proizvodnji, vazduhoplovstvu, medicini, automobilskoj industriji i mnogim drugim poljima, sa uobičajenim tipovima proizvoda uključujući strukturne komponente, funkcionalne komponente i prilagođene delove. Ono što aditivnu proizvodnju metala čini posebno vrijednom u ovim sektorima je njena sposobnost da proizvede geometrije - internih kanala, rešetkastih struktura, kontura specifičnih za pacijente- ili vozila- - koje bi bilo teško, skupo ili potpuno nemoguće postići samo lijevanjem, kovanjem ili subtraktivnom obradom. Odjeljci u nastavku detaljno prikazuju glavna područja primjene, zajedno s dodatnim kontekstom zašto je aditivna proizvodnja postala poželjna proizvodna metoda u svakom slučaju.
Aerospace Field
Strukturne komponente rakete i satelita, kao što su pregrade rezervoara za gorivo SpaceX-ovog Starshipa i nosači od legure titanijuma na NASA-inim Mars roverima, koriste karakteristike lagane težine metalnog 3D štampanja kako bi smanjile troškove lansiranja. U vazduhoplovnim aplikacijama, svaki kilogram konstrukcijske mase ima direktan i često značajan trošak koji je povezan sa dovođenjem u orbitu ili dalje, tako da je sposobnost aditivne proizvodnje da konsoliduje više delova u jednu topologiju-optimizovana struktura - uklanjajući materijal gde god nije strukturalno neophodan uz očuvanje puteva opterećenja učinila je ovu industriju prirodnom - Ova konsolidacija dijelova također smanjuje broj spojeva i pričvrsnih elemenata, koji su često najslabije točke u tradicionalno montiranoj konstrukciji.
Komponente aero-motora uključuju lopatice turbine - kao što su kompozitne lopatice GE Aerospace sa keramičkom matricom -, kao i mlaznice komore za sagorijevanje, koje koriste složene kanale za hlađenje za poboljšanje termičke efikasnosti. Kako se dizajneri motora zalažu za više radne temperature kako bi se poboljšala efikasnost goriva, mogućnost štampanja unutrašnjih geometrija hlađenja koje prate tačan termalni profil komponente postaje sve vrijednija, budući da omogućava preciznije upravljanje toplinom od kanala ograničenih na pravo{4}}bušenje.
Satelitske antene i nosači su lake komponente od legure aluminijuma ili legure titanijuma koje ispunjavaju zahteve za otpornost na zračenje i malu{0}}težinu u svemirskom okruženju. Budući da komponente satelita također moraju preživjeti ekstremne termičke cikluse i vibracijska opterećenja prilikom lansiranja, sposobnost aditivne proizvodnje da proizvede optimizirane rešetkaste ili rebraste strukture - umjesto čvrstog materijala - pomaže u ispunjavanju zahtjeva za krutošću i čvrstoćom, uz zadržavanje mase na apsolutnom minimumu.
Polje industrijske proizvodnje
Kalupi i pribor za alat uključuju umetke kalupa za brizganje za automobilske komponente, koji imaju integrirane kanale za hlađenje, kao i pribor koji se koristi u elektronskoj industriji - koji može skratiti proizvodne cikluse za 30%–50%. Ovo dramatično{4}}smanjenje vremena ciklusa dolazi prvenstveno od konformnog hlađenja: budući da se kanali za hlađenje mogu usmjeriti tako da prate konturu površine šupljine kalupa umjesto da budu ograničeni na ravne bušotine, toplina se izvlači brže i ravnomjernije, što skraćuje fazu hlađenja svakog ciklusa oblikovanja i smanjuje savijanje dijelova.
Hidraulične i pneumatske komponente, kao što su hidraulički blokovi ventila i tijela cilindara, integriraju unutrašnje kanale protoka koji smanjuju rizik od curenja. Tradicionalna proizvodnja ovih komponenti često zahtijeva bušenje ravnih prolaza, a zatim začepljenje neželjenih raskrsnica, stvarajući potencijalne puteve curenja na svakom čepu; aditivna proizvodnja može štampati kanale protoka direktno u njihovom optimalnom trodimenzionalnom rutiranju-, eliminišući mnoge od ovih spojeva u potpunosti.
Komponente teških mašina kao što su zubi-otporni na habanje bagera i alati za rezanje mašina za bušenje tunela (mašina za štitove) koriste legure visoke{1}}tvrdoće kao što je volfram čelik da produže vijek trajanja. U ovim primjenama, otpornost legure na habanje je najvažnija, a aditivna proizvodnja omogućava da se materijal otporan na habanje-taloži upravo tamo gdje je najpotrebniji -, kao što je na reznoj ivici ili kontaktnoj površini -, bez potrebe da se cijela komponenta napravi od skupljeg materijala visoke-tvrdoće.
Medical Field
Ortopedski implantati uključuju proteze za zglob kuka/koljena od legure titanijuma - kao što su proteze po mjeri Johnson & Johnson-a -, kao i kaveze za kičmenu fuziju, koji se mogu prilagoditi individualnoj anatomiji kosti pacijenta. Budući da se geometrija skeleta svakog pacijenta razlikuje, aditivna proizvodnja omogućava dizajn implantata direktno iz podataka CT ili MRI skeniranja pacijenta, poboljšavajući pristajanje i potencijalno smanjujući vrijeme oporavka u usporedbi s implantatima odabranim iz ograničenog raspona standardnih veličina.
Zubne nadoknade uključuju zubne krunice i implantate od legure kobalta-kroma, s preciznošću do 0,01 mm kako bi se prilagodili oralnom okruženju. Ovaj nivo dimenzionalne tačnosti je od suštinskog značaja s obzirom na to koliko mala tolerancija usta ima za neispravnu-ispravku - čak i mala odstupanja mogu uzrokovati nelagodu, neusklađenost zagriza ili dugotrajno-habanje susjednih zuba, zbog čega digitalno skeniranje u kombinaciji sa savremenom preciznošću postaje sve više standardno.
Hirurški vodiči su hirurški šabloni za navigaciju od legure titana koji pomažu ortopedskim i neurohirurškim procedurama uz precizno vođenje. Ovi-vodiči specifični za pacijente obično su dizajnirani na osnovu istih podataka o snimanju koji se koriste za planiranje implantata i pomažu hirurzima da pozicioniraju burgije, šrafove ili alate za rezanje sa nivoom preciznosti koji bi bilo teško postići slobodnom rukom, smanjujući vrijeme operacije i poboljšavajući konzistentnost ishoda.
Automotive Field
Komponente visokih{0}}performansi uključuju komponente ovjesa od legure titanijuma u trkačkim automobilima Formule 1 i felge od aluminijumske legure u superautomobilima, koje smanjuju težinu uz poboljšanje snage. Naročito u motosportu, trošak aditivne proizvodnje je lakše opravdati nego kod vozila masovnog{3}}tržišta, jer čak i mala smanjenja težine u ovjesu ili masi bez opruge mogu proizvesti mjerljiv napredak u performansama, a obim proizvodnje je dovoljno mali da bi troškovi alata po{4}}djelu inače bili previsoki.
Nove komponente energetskog vozila uključuju ploče za hlađenje baterije od legure aluminijuma u Tesla Model 3, kao i BYD-ove krajeve poklopca motora, koji optimizuju efikasnost upravljanja toplotom. Upravljanje toplotom baterije je kritičan faktor performansi i sigurnosti u električnim vozilima, a 3D štampane ploče za hlađenje mogu uključiti interne geometrije kanala optimizovane za ravnomernu distribuciju toplote po baterijskom paketu, pomažući u održavanju konzistentne temperature ćelije i produživanju veka baterije.
Prilagođeni dijelovi za modifikaciju uključuju personalizirane izduvne grane i komplete karoserije za pojedinačne vlasnike vozila, koji zadovoljavaju i zahtjeve lake težine i estetske zahtjeve. Postprodajni prostor i prostor za prilagođavanje posebno imaju koristi od aditivne proizvodnje niske-ekonomije, budući da se pojedinačni-jedan ili mala-serijski dio može proizvesti bez ulaganja u alate koje bi zahtijevalo konvencionalno livenje ili štancanje.
Ostala polja
Kulturni/kreativni proizvodi i luksuzna roba uključuju umjetnička djela od legure titanijuma i metalna kućišta za vrhunske{0}}satove, omogućavajući složene geometrijske forme. Zamršeni rešetkasti obrasci, organski oblici i fini površinski detalji koji se mogu postići proizvodnjom metalnih aditiva omogućavaju dizajnerima da kreiraju forme koje bi bilo izuzetno teško ili nemoguće proizvesti tradicionalnim lijevanjem ili mašinskom obradom, što ga čini dobro prilagođenim proizvodima visoke{2}}vrijednosti, dizajnom-u kojima je sama geometrijska složenost dio privlačnosti.
Primjene energetske opreme uključuju metalne korijenske konektore za lopatice vjetroturbina i komponente otporne na toplinu{0}} za nuklearne reaktore, koje poboljšavaju efikasnost konverzije energije. Konektori vjetroagregata moraju prenositi ogromna ciklična opterećenja od lopatice do čvorišta tokom decenija rada, a komponente nuklearnog reaktora moraju izdržati ekstremne temperature i okruženja zračenja - u oba slučaja, mogućnost optimizacije unutrašnje geometrije za čvrstoću ili otpornost na toplinu uz minimiziranje upotrebe materijala nudi značajnu efikasnost i dugotrajnost.
