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間接金屬3D打印技術是一種有別于直接激光熔融金屬的增材工藝路線。其核心特征就是將金屬成型與致密化分離：在成型階段使用含有高比例金屬粉末的喂料，通過3D打印技術制造出具有目標幾何形狀的生坯。然后再對生坯進行關鍵的熱處理（脫脂+燒結），去除粘結劑并使金屬顆粒熔融致密化，最終獲得接近全密度的金屬零件。具有工藝成本低、材料應用廣的特點。升華三維粉末擠出打印（PEP）技術也屬于這一類，本文將以其獨特的材料兼容性、設備成本效益和工藝可兼容性優勢，分析PEP技術現狀、核心優勢、面臨的挑戰，并展望其在未來制造業中的廣闊前景。

粉末擠出打印（PEP）技術的現狀特點

技術成熟度與商業化：升華三維作為間接金屬打印的先驅和主要推動者，已成功實現了PEP技術的產業化，推出多款工業級打印設備（如獨立雙噴嘴打印設備UPS-250、UPS-556，梯度功能材料打印設備UPR-241等）。

▲升華三維粉末擠出3D打印設備

廣泛的材料適用性：PEP技術對金屬粉末要求相對寬松，兼容性極強，已成功應用于不銹鋼（316L,17-4PH,304）、鎢及鎢合金、銅及銅合金、硬質合金等多種材料體系，尤其適用于制備難熔金屬，升華三維已推出了難熔金屬打印服務。

▲升華三維已商用的打印材料

高設計自由度與成本效益：擁有與FDM/FFF技術類似的設備優勢，無需昂貴激光器或密閉粉倉，設備成本和運營成本顯著低于直接金屬技術（如SLM,EBM）。支持復雜幾何形狀（如內腔、隨形冷卻流道）制造，無需支撐結構。

▲難熔金屬中空內腔功能件（免支撐）  ?升華三維

雙材料打印能力：升華三維獨特的雙獨立噴嘴系統，可同時打印兩種不同金屬材料或金屬與陶瓷材料，為梯度功能材料、嵌入式結構等創新應用開辟道路。

▲升華三維PEP技術的核心擠出系統

后處理鏈重要性凸顯：脫脂（溶劑脫脂+熱脫脂）和燒結是關鍵步驟，直接影響最終零件的尺寸精度、致密度和力學性能。升華三維已構建了“打印-脫脂-燒結”的完整工藝鏈設備和技術體系。

▲升華三維已構建完整工藝鏈

PEP的核心優勢與發展驅動力

材料選擇自由度大：不依賴球形粉末，可使用成本更低的水/氣霧化粉末，材料開發和應用拓展潛力巨大。

設備及使用成本低：顯著降低金屬3D打印的入門門檻，使中小企業也能受益。

大尺寸零件制造能力：相較于粉末床熔融技術，更容易實現大尺寸、大重量金屬零件的制造。

生產安全、綠色環保：成型過程在開放或半開放環境下進行，無需處理惰性氣體或細粉塵，操作環境更友好，打印的生坯可循環使用。

“間接”特性帶來的優勢：脫脂燒結過程可與其他粉末冶金（如MIM）共享工藝，利于融入現有生產體系；燒結后的零件可進行與傳統金屬相同的機加工、熱處理等二次加工。

PEP面臨的挑戰與待解決問題

后處理周期長、控制復雜：脫脂燒結過程耗時（可能長達數天），且涉及精確的溫控曲線和氣氛控制（如真空、氫氣），工藝窗口需嚴格把控，以防止變形、開裂或致密度不足。

尺寸收縮與精度控制：生坯在燒結過程中會發生顯著且各向異性的收縮（通常10%-20%），精確預測和控制最終尺寸及幾何精度是核心挑戰，需高度依賴工藝經驗和仿真優化。

力學性能優化：雖然能達到接近鍛造的性能，但與SLM等直接技術相比，在極致性能（如超高強度、疲勞極限）方面仍有提升空間，需持續優化粉末、喂料配方和燒結工藝。

標準化與規模化生產：相比成熟的傳統制造和部分直接增材技術，PEP的工藝標準化、質量檢測規范、規模化生產效率和穩定性仍需加強。

PEP技術的發展前景

PEP技術正處于從“可用”到“好用、易用、廣用”的關鍵發展階段，有望深刻改變多行業的金屬零部件制造方式。展望未來，升華三維PEP技術在多個應用領域發展趨勢強勁。在模具制造領域，促進了隨形流道優化技術會的進一步升級，促使注塑與壓鑄成型效率邁向新高度；航空航天方面，輕量化結構件和發動機非核心耐高溫部件應用也愈發精進；核工業領域，發揮特種金屬制備優勢，使得服務于極端環境應用更能得心應手；在能源與國防方面，如制造耐腐蝕管道、熱交換器部件、鎢銅合金電極等都具有廣闊的發展前景。

在新興產業領域，PEP技術也將迎來諸多機遇。在新能源行業，其可憑借材料創新，如銅合金等前沿材料的突破，助力開發高性能電池組件、高效散熱部件等。電子信息產業中，能夠利用PEP技術一體化復雜結構設計的電子元件，滿足行業對小型化、集成化的需求。并且，隨著技術的成熟與成本的進一步降低，PEP技術有望在更多領域實現從無到有的應用突破，真正推動金屬3D打印技術成為各行業創新發展的有力支撐 。升華三維作為間接3D打印技術路線的領軍企業，其持續創新和生態構建將是推動PEP技術走向更廣闊工業應用的核心力量。