金屬3D打印粉末材料國產化指日可待
點擊量：674 發布時間：2017-02-15 作（zuò）者：快猫视频APP下载安装（上海）增材製造技術有限公司
在金屬增材製造迅猛（měng）發展的環境下， 3D打印金屬粉（fěn）末迎（yíng）來了全麵的市場爆發。許多金屬材料玩家紛紛開設了專門的實驗室或工廠，重金投入（rù）金屬粉末的研發和生產。國內一些企業和機構也（yě）已經在這方麵逐漸展開布局，助推實現3D打印（yìn）金屬粉末國產化。
近期，廣東省材料與加工研究所工程師朱傑與（yǔ）我們分享了他對金屬3D打（dǎ）印粉末市（shì）場的（de）觀點。他認為，未來3-5年，國產化的3D打印材料將成為主流。
2015年7月，廣東省材料與（yǔ）加工研究所（suǒ）正式成立，廣東省材料（liào）與加工研究所由原屬有色金屬研究院下轄的“金（jīn）屬加工與成型技（jì）術研究（jiū）所”、“粉末冶金研究所”、“粉體技（jì）術（shù）研究中心（xīn）”、“粵有研粉末冶金（jīn）材料科技有限公司”、“粵有研耐磨材料科技有（yǒu）限公司”、“粵有研電工（gōng）材料科技有限公司”聯（lián）合組建而成，現隸屬於廣東省科學院。粉體材料事（shì）業部主要從事金屬粉末材料的（de）研究和產（chǎn）業化推廣（guǎng）。
作為一家在金屬材料研究經驗有著豐厚積澱的（de）機構，廣東省材料與加工研究所對增（zēng）材製（zhì）造的金屬粉末可謂“用情（qíng）頗深”。如（rú）今（jīn），這（zhè）個來自羊城的材料專家，已經迅速地鋪開了金屬3D打印粉末（mò）市場的布局。
目前其主要產品包（bāo）括3D打印用（yòng）高（gāo）溫合金粉末、模具鋼粉（fěn）末、鈷鉻合金粉末（mò）、不鏽鋼（gāng）粉末等。
《3D打印世界》：您如何看待金屬3D打印粉末材料過去一年的熱潮（cháo）？
朱（zhū）傑：金屬3D打（dǎ）印材料的（de）發展無疑是未來的一個發展方向。從（cóng）以往看來（lái），金屬3D打印長期以來受製於（yú）材料和設備價格昂貴，因此整體價格偏高。首先，對許多行業（yè）應用來說（shuō），3D打印（yìn）還是一種新興技術，3D打印粉末總體需求量和傳統的（de）粉末（mò）需求量呈現（xiàn）小批量、多樣化的特（tè）點。小批量也意味著成本（běn）比較高。另（lìng）外，金屬3D打印粉末製作工藝（yì）比（bǐ）較（jiào）昂貴，它主要以（yǐ）真空氣霧化為主，比一般的製粉速（sù）度要慢。
但毫（háo）無疑問的是，這一市場以後（hòu）會有更強烈的爆發式增長，所以我（wǒ）們看到那麽多企業和機構（gòu）投入這個領域。金屬3D打印這個風口會帶來很多機會。在2016年的漢堡世界粉末冶金（jīn）大會（huì）上，金屬增材製（zhì）造已經成為了學術研究（jiū）聚焦的熱點。我們很高興自己能成為這股熱潮中一個積極進取和挑戰的角色。
《3D打印世界》：您在（zài）之前的（de）采訪中表示，“未來3-5年，預計國產化（huà）的3D打（dǎ）印材料將成（chéng）為主流”。做出這種評估是基於怎樣的原因？
朱傑：首先，我們看到（dào）以往的狀況是3D打印設（shè）備廠（chǎng）商捆綁銷售3D打印材料，然而3D打印設備廠（chǎng）商的並不自己生（shēng）產金（jīn）屬粉（fěn）末材料，從而導致（zhì）金屬（shǔ）3D打印粉末價格虛（xū）高。3D打印設（shè）備通常不開源，許多金（jīn）屬3D打（dǎ）印設備（bèi）生產商一般會讓客戶用自己（jǐ）的粉（fěn）末，這就不利於材料市場價格的公平性和透明化。
事實上（shàng），在我看來，前三年金屬3D打印的“蛋糕（gāo）”的大部分基本被設備廠商（shāng）占有。而（ér）如今，設備廠（chǎng）商們也將麵臨進一步向開放材料使用的壓（yā）力。隻有材料（liào）和（hé）設（shè）備（bèi）相輔相成，才能推動金屬3D打（dǎ）印實現更多精彩的應用。隨著技術的進步（bù），3D打（dǎ）印設備對於不同（tóng）材料兼（jiān）容性將不（bú）斷提高。
其次，國內製粉技術不斷成熟發展，對（duì）比之（zhī）下，許多3D打（dǎ）印材料的性能（néng）已經比肩甚至超越國外同等水平的廠商。
基於這兩股力（lì）量（liàng），我們相信相信國產化的3D打印材料將成為（wéi）主流，金屬3D打（dǎ）印材料的價格會逐步下降。
《3D打印世界》：研究所在實現3D打印材料國有化的過程中有哪些優勢？市場（chǎng）策略是怎樣的？會專（zhuān）注於哪（nǎ）些行業的應用？
朱傑：我（wǒ）們在（zài）材料研發方麵已經有幾十年的技術沉澱，技術力量是優勢之一。此外，我們也形成了一批較有經（jīng）驗、學曆（lì）高、專業度高的技術人員。
其次（cì），我認為很大的一（yī）個優勢是——我們爭取到國家和廣東省相關政策項目的支持。比如目前已獲得（dé） “中英先進製造技術聯合（hé）研究中心——3D打印技（jì）術（shù）創新平台”、廣東省“3D打印專用金屬粉體材料的研製及應用”、“增材製造陶瓷-金屬複（fù）合框架技術（shù）及其在複合材（cái）料領域的應用”、“中山市3D打印粉體材料製備技術創新平台”等項（xiàng）目的支持，在3D打印材料和（hé）工藝方麵進行了（le）深入的研究。
在市場策略（luè）方麵，我們始終認為要（yào）把（bǎ）客戶需求作為出發點。接下來，我們會進一步去推廣自己目前（qián）應用得最成功的高溫合金、鈷（gǔ）鉻合金等材料。不久之後，還會引進烏克蘭的鈦合金等離子旋轉電子霧化設備，以實現產品的多樣（yàng）化，以及產品質量的不斷提升。
在應用方麵，我們的產品主要麵向汽車、模（mó）具、船舶、航空、電子、國防裝備等領域。目（mù）前市場化（huà）最好的是齒科（義齒），這（zhè）一市場開（kāi）發得比較成熟，比（bǐ）如（rú）如鈷鉻合金生物相（xiàng）容性比較（jiào）好，耐腐（fǔ）蝕性也比（bǐ）較強，齒科行業對這種材料的需（xū）求是很（hěn）大的。航天航空部件（jiàn）的前期開發也是我們的一大應用重點（diǎn）。
《3D打印（yìn）世界》：對金屬3D打印來說（shuō），材料這一環尤為關鍵。主要可以從哪些方麵評估金屬粉末的質量好壞？
朱傑：3D 打印耗材金屬粉（fěn）末通常（cháng）要（yào）求粒徑適中、粒度分布窄、球形度高、流動性好和鬆裝密度（dù）高。一（yī）般認為（wéi），直（zhí）徑小於15-53微（wēi）米的粉體（tǐ）材料適用於（yú）選區激光熔融增材製（zhì）造，粒徑在（zài）53-105μm左右的粉體適合電子束熔（róng）融技術。建議可以（yǐ）從以下（xià）幾個方麵具體（tǐ）評估：
合適的粒度分布
粉末純度高，氧含量低。
空心球/衛星球少。
流動性好，鬆（sōng）裝密度（dù）高
批次之間化學成分一致
《3D打印世界》：您對市場上的同類產品是否有一些了解，是否有一些差異性？
朱傑：在金屬粉末這（zhè）一塊，每（měi）個指標的細微改進，對用戶來說都有很大的幫助。因此，我們做了很（hěn）多的研究工作，包括（kuò）流動性的（de）改善、去除表麵衛星球、盡量減少空心粉。最早（zǎo）在2014年（nián）我們（men）就開始批量生產金屬3D打印粉末了，近期與飛而康（kāng）航天航（háng）空等高端應用結合，開發了一係列金屬3D打印精品，比如空（kōng）心燃油噴嘴管道和船（chuán）用發動機（jī）進（jìn）氣管等。
我們的（de）材料研發生產技術已經基本成熟，下一階（jiē）段主要是需要培育和規範好市場，推（tuī）動行業製定一些更細致的標準。至於對國內和國外市（shì）場的一個對比，我覺得（dé）很多東（dōng）西中國人一（yī）旦掌握（wò）了技術的話，國外的很多廠商他其實是比不過中（zhōng）國的。
金屬注射成形用316L粉末
3D打（dǎ）印用CoCrW粉末
《3D打印世界》：您（nín）認為國內金屬3D打印材料研發的（de）突破點在哪些方麵？
朱傑：首要的應（yīng）該是技術上的突破，國內金屬3D打印（yìn）材料研發的整個基礎比較薄弱（ruò），比如霧化設備還有很多值得改進的地方。另外3D材料的應用方麵也要加大（dà）研究探索（suǒ），比如3D打印工藝，3D打印（yìn）產品的（de）後處理。我們不（bú）光要做高品質的3D打印材料，更要提供給客戶更多的技術服務和（hé）指導，事實上，甚至全球範（fàn）圍能夠做（zuò）到這兩者的3D打印材料供應商也屈指可數，國內廠商給自己（jǐ）定的（de）“門檻”顯然是很重要的。
另（lìng）一個方向（xiàng）是金屬3D打印的批（pī）量化、規（guī）模化生產，它將有利於大幅降低整體材料的價格水平。
《3D打印（yìn）世界》：研究院是否有計劃開發一些特殊性能的金屬3D打印材料？
朱傑：我們會（huì）針對3D打印多品（pǐn）種的特點，開發更多特性的新材料。比如模具鋼行業的一些開發，並且針對材料的水平做一個較大的提高。
其他一些內容我們還在籌劃階段。但我們相信隨著更多應用的深入，3D打（dǎ）印金屬粉末材料會迎來爆發式的（de）增（zēng）長。明年國產化材料市（shì）場也會有很大提升，有可能（néng）實現100%的增（zēng）長。
下一（yī）篇（piān）：把低粘度、高固含量的金（jīn）屬粉末料漿（jiāng）當做“墨水”的3D 冷打印技術
