3D打印正在獲得工業制造業越來越多的重視，但即便是很多看好3D打印技術的制造業人士，對3D打印所能實現的產品形狀感到樂觀，但對3D打印所能實現的力學性能感到疑慮。

不銹鋼是近一百五十年前發明的，至今仍受歡迎。它是通過將鋼鐵本身與鐵和碳（有時是其他金屬如鎳）的組合進行熔煉制成的，并添加了鉻和鉬元素，防止生銹和腐蝕。鉻促進了鋼的鈍化并使鋼保持穩定鈍態的結果。隨著鉬含量的增加，鋼的高溫強度提高，比如持久，蠕變等性能均獲較大改善。

金屬加工是理解冶金領域的一門深奧學問，復雜的一系列冷卻，再加上熱處理和軋制等步驟使材料具有緊密堆積的合金晶粒結構，并且顆粒之間具有薄邊界的微觀結構。當金屬彎曲或受到應力時，就容易產生裂縫，但是強大的邊界作用可以阻止這些裂縫的發生，使得材料更加堅固，同時仍然具有足夠的靈活性以形成所需的形狀。

美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室（LLNL）聯合喬治亞理工大學和美國俄勒岡州立大學的阿姆斯國家實驗室的科學家們通過改變加工參數和過程控制來提高零件的力學性能。通過控制激光能量以及采取快速冷卻的過程，科研人員獲得了更加致密的零件加工結果。

科研人員在316L不銹鋼的3D打印領域取得了“突破”，這是一種常見的“海洋級”不銹鋼具有低碳組成。在石油管道、發動機零件和廚房設備等場合被廣泛使用，通常具有低腐蝕性和高延展性。令人興奮的是，測試表明堅固耐磨的3D打印316L不銹鋼可以提供比其他形式的鋼更高水平的強度和延展性，使其有助于化學設備、醫療植入物、發動機零件以及需要其設備優異物理性能的各種其他應用。

賓夕法尼亞州的內基梅隆大學的機械工程師Rahul Panat表示，美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室（LLNL）的發現是非常令人興奮的事情。另外，Panat和他的同事們正在通過市面上購買的3D打印機來通過這種方法制造更強的金屬。

這種高強度不銹鋼的獲得可以使得3D打印技術不僅可用于航空航天行業制造飛機燃料箱，還可以用于核電廠用來制造高強度壓力管。

3D打印最容易被業界記住的是無模化以及所釋放的設計自由度。而通過3D打印所實現的材料制備技術的提升是當前商業界所容易忽視的地方。所幸的是世界范圍內，不少的研究機構在進行通過3D打印技術來提升材料性能的研究。這些研究結果將進一步擴展3D打印的市場應用空間，刺激金屬3D打印技術的市場增長。

隨著設備加工技術的提升，加之材料的配合以及價格的合理化，金屬3D打印勢必在產業化領域的道路越來越寬。而對于加工應用方來說，要迎接這樣的技術浪潮，了解金屬3D打印的冶金加工學就成為必修課。

對于應用端來說，除了設備的配置這樣的剛性條件，冶金性能方面還與金屬3D打印過程的諸多條件相關。加工參數的設置、粉末的質量與顆粒情況、加工中惰性氛圍的控制、激光掃描策略、激光光斑大小以及與粉末的接觸情況、熔池與冷卻控制情況等等都帶來了不同的冶金結果。

通常來說加工越快，表面粗糙度越高，這是兩個此起彼長的相關變量。另外，殘余應力是DED以及SLM加工技術所面臨的共同話題，殘余應力將影響后處理和機械性能參數。不過，根據對冶金方面的駕馭能力，殘余應力也可以用來幫助促進再結晶和細小的等軸晶組織的形成。

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