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(guò)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(wàn)元甚至上百萬(wàn)元不等 。這對(duì)于許多中小企業(yè)和個(gè)人用戶來(lái)說(shuō)，是一筆難以承受的開(kāi)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(guò)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(wèn)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(guò)層層堆積的方式來(lái)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(guò)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(zhǎng)打印時(shí)間 。雖然近年來(lái)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(lái)看，仍然無(wú)法滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需求 。

航空航天：輕量化與的追求?
在航空航天領(lǐng)域，對(duì)零部件的性能要求可謂是嚴(yán)苛。激光 3D 打印設(shè)備就像是一位技藝的 “太空工匠”，為這個(gè)領(lǐng)域帶來(lái)了革命性的變化 。?
以制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片為例，這是一個(gè)挑戰(zhàn)性的任務(wù)。傳統(tǒng)制造工藝在面對(duì)復(fù)雜的內(nèi)部冷卻結(jié)構(gòu)時(shí)，往往力不從心。而激光 3D 打印設(shè)備卻能輕松應(yīng)對(duì)，它可以地控制金屬粉末的燒結(jié)過(guò)程，制造出具有復(fù)雜內(nèi)部冷卻通道的渦輪葉片 。這些冷卻通道的設(shè)計(jì)，能夠有效地提高葉片的耐高溫性能，使發(fā)動(dòng)機(jī)在更高的溫度下穩(wěn)定運(yùn)行，從而大幅提升發(fā)動(dòng)機(jī)的效率和推力 。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，采用 3D 打印渦輪葉片的發(fā)動(dòng)機(jī)，燃油效率可提高 15% - 20%，推力提升 10% - 15% 。?
在航天器的制造中，激光 3D 打印設(shè)備也發(fā)揮著關(guān)鍵作用。例如，制造衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)件時(shí)，通過(guò)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)和 3D 打印技術(shù)，可以在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的前提下，大限度地減輕部件的重量 。這對(duì)于提高衛(wèi)星的發(fā)射效率、降低發(fā)射成本以及延長(zhǎng)衛(wèi)星的使用壽命都具有重要意義 。美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）就曾使用 3D 打印技術(shù)制造了火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的部件，這些部件不僅重量減輕了 40% - 50%，而且生產(chǎn)周期縮短了 60% - 70% 。

金屬激光 3D 打印機(jī)：這是一位擅長(zhǎng)處理金屬材料的 “鋼鐵俠”，它采用粉末燒結(jié)成型技術(shù)，利用紅外激光器對(duì)各種金屬粉末材料，如模具鋼、鈦合金、鋁合金以及 CoCrMo 合金、鐵鎳合金等，進(jìn)行直接燒結(jié)成型 。在航空航天領(lǐng)域，金屬激光 3D 打印機(jī)大顯身手。例如，制造飛機(jī)的渦輪葉片，傳統(tǒng)工藝制造的葉片可能存在內(nèi)部缺陷，而 3D 打印技術(shù)制造的葉片，內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加致密，能夠承受更高的溫度和壓力，大大提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和可靠性 。在汽車制造領(lǐng)域，金屬 3D 打印技術(shù)可以快速制造汽車零部件的原型，縮短研發(fā)周期，降低成本。還可以制造一些傳統(tǒng)工藝難以加工的復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件，如發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管，優(yōu)化其內(nèi)部流道，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性 。