通常我們認為相比于傳統加工工藝，3D打印更適合加工一些形狀尤其復雜的產品。然而，我們容易忽略3D打印另外一個特點，那就是對材料的節約。

資源驅動的增材制造項目可能沒有特別復雜的設計或奇特的外觀幾何形狀，但是出于對零件更短交貨的要求，或者對于采購昂貴并且難以加工的特殊材料的零件驅動，3D打印在這一領域不僅有著其用武之地，還有著一定的商業化前景。

傳統加工的痛點

大型空心零件是很好的例子，例如鉻鎳鐵合金航空航天外殼和鈦潛水壓力容器。

通常這些零件被用作原型開發階段，或用于維持階段來滿足缺乏的庫存需要。通常，這些生產批量小，高度定制的產品可以通過3D打印來作為成本較低的選擇。

例如考慮到制造一個大的，空心的肋狀鉻鎳鐵合金零件。如果通過5軸銑削來從鋼坯中切削掉多余的材料，這當然是可能的，并且會產生優異的質量，但是這需要大量的材料來加工，并且產生浪費。而且從材料采購，到CNC編程，再到夾具等，這些步驟都需要花費很多時間才能開始工作。

尤其是對于Inconel合金這樣難加工材料來說，即使對于在鉻鎳鐵合金的CNC銑削加工方面經驗豐富的機械師來說，機床上的刀具磨損也是不容忽視的，刀片的更換也將限制整個過程的自動化程度。而對于Inconel718這樣的材料的機加工來說，加工需在材料的固溶處理后進行，并且要考慮到材料的加工硬化性，與奧氏體不銹鋼不同的是， Inconel718這種材料適合采用低表面切削速度。

總之，對于難加工材料的機加工來說，加工挑戰很大，并且對于大余量的切除工作，不僅會浪費大量的昂貴材料，而且長時間的加工工作，顯著帶來刀具的磨損，這最終會使得加工價格變得高昂。

省，是昂貴材料加工領域的聚焦點

3D打印的一個直觀的好處是，通過增材的方式來完成零件制造，這樣避免了刀具的浪費，也避免了大量斷屑的產生，通常CNC機械加工中斷屑與加工中冷卻液混合在一起，使得其回收變得幾乎不可能，這對于資源消耗來說，也是長期難以承受的。

一個比較現實的案例是航空工業領域的結構件，在機加工環境下，一些鈦合金結構件甚至需要高達70%以上的大余量材料去除，根據3D科學谷的市場觀察，3D打印技術甚至給這一領域的鍛造技術帶來了沖擊，加工周期的大幅縮短、材料利用率的大幅提高、低碳環保的制造方式等都成為航空結構件制造的新發展方向。

3D打印目前已經逐步確立的具有優勢的應用領域，包括飛機結構件一體化制造（翼身一體）、重大裝備大型鍛件制造（核電鍛件）、難加工材料及零件的成形、高端零部件的修復（葉片、機匣的修復）等傳統鍛造技術無法做到的領域。

漸行漸近的商業化之路

而在這方面，根據3D科學谷的市場觀察，波音在2017年就采用了Norsk Titanium生產的Ti-6Al-4V鈦合金結構件。這些3D打印的鈦合金結構件被安裝在波音787 Dreamliner飛機中，承受飛行中機身的壓力。使用的制造工藝為 Norsk Titanium 的快速等離子沉積？技術，并在2017年2月獲得了首個3D打印鈦合金結構件的FAA認證。

與本文前面所提到的Inconel合金類似，鈦合金也是一種昂貴且難加工的材料，而通過快速等離子沉積？技術3D打印鈦合金結構件，可以最終為每架波音的Dreamliner飛機節省200萬美元-300萬美元的成本。

而在3D科學谷看來，3D打印帶來的不僅僅是Norsk Titanium 的快速等離子沉積？技術這樣的直接加工金屬材料的節約，還涵蓋了間接概念上的材料節約。拿3D打印砂型模具和精密模具來說，3D打印就開辟出了又一條多、快、好、省的捷徑。

拿德國voxeljet-維捷與法國Sogeclair合作的仿生力學艙門來說，通過Binder Jetting粘結劑噴射3D打印技術成功制造了艙門的精密鑄造模具。從而通過鑄造的環節將艙門重量減輕30％，并且不犧牲艙門所需要達到的力學強度，大大節約了材料。