國（guó）3D打印金屬粉末材料之困待解

 

3D打印的汽車不再是傳說，近日，據外媒報道，福特公（gōng）司宣稱已開始測試3D打印技術大規模生產汽車零部件。這種新（xīn）的3D打印技術可以讓駕駛者在更低價格下定製自己的汽車產品（pǐn）。從過去的陌生詞（cí）匯到（dào）如（rú）今火遍全球的超前科技代名詞，3D打印在成為全球高端智能製造業基礎技術（shù）的同時，也正在將觸角伸向人類社會生活的方（fāng）方麵（miàn）麵（miàn）。

 

從（cóng）產業鏈來看，3D打印主要包括打印設（shè）備、打印材料和服務三大類（lèi），市場份額占比分別為39%、37%和24%。相比國外，我國3D打印行業市場規模較小、產業鏈發展滯後，多數企（qǐ）業產（chǎn）能主要集中在3D打印機設備生產環節，而打印原材料（liào）、圖（tú）像（xiàng）處理以及下遊市場（chǎng）應用環節較薄弱。

 

 “當前全球正在興起（qǐ）新一輪數字化製造浪潮，發達國家為應對製造業競爭力（lì）的下降，大力倡（chàng）導‘再工業化、再製造化’，抓手就是3D打印等先進製造技術。”中（zhōng）國工程院盧秉恒院士在第二屆3D打印產業大會（上海）暨首屆SAMA國（guó）際論壇演講中提（tí）到。

 

3D打印技術在技術方法、製造平台、行業標準等方麵取得重要進展，在（zài）市場規模方麵保持快速增長態勢。增材（cái）製造行業權威谘詢研究機構Wohlers Associates發布的報告顯示，2015年，全球增材製造和3D打印市場銷售額達到51.65億美元，與2014年相比增長了10億美元，增長率達到25.9%。

 

 

3D打印應用領（lǐng）域     圖片來源（yuán）：互聯網、新材料在線

 

 

行業投資盛宴催生金屬粉末市場藍海

 

 

 “金屬3D打印技術作為整個3D打印（yìn）體（tǐ）係中（zhōng）最前沿和最有潛力的技術，是先進製造技術的重（chóng）要發展（zhǎn）方（fāng）向。”上海材料研究所增材製（zhì）造研（yán）發與應用中（zhōng）心副主任吳文恒在接受新材（cái）料在線采訪時表示，而金屬粉末則是金屬3D打印技術中（zhōng）最重（chóng）要（yào）一環的，也是價值（zhí）所在。

 

3D打印金屬粉末即指尺寸小於1mm的金屬顆粒群。包括單一金屬粉末、合金粉（fěn）末以及具（jù）有金屬性質的某些難熔化合物粉末。目前，3D打印金屬粉末材料包括鈷鉻合金（jīn）、不鏽鋼（gāng）、工業鋼、青銅合金、鈦合金和鎳鋁合金等。

 

隨著3D打印技術在使用定製零部件行業中的應用，對鋁粉、鈷粉及其他工業（yè）金屬粉末的需求也快速增長。根據Wohlers Associates發布的報告，3D打印行業在多個領域都出現了持續性的增（zēng）長，尤其是金屬3D打印和桌麵3D打印，2015年金（jīn）屬3D打（dǎ）印機的增長率則在45%左右，增速迅猛。

 

據了解，目前國外金屬粉末供應商主要有美國卡彭特、英國LPW、山特（tè）維（wéi）克Osprey、吉凱恩JKN Hoeganaes、瑞典（diǎn）赫格納斯以及印度普萊克斯。國內主要有中航邁特、蘇（sū）州英（yīng）納特（tè）納米科技、無錫飛而康、陝西宇（yǔ）光飛利等。

 

 

3D打印汽車示意（yì）圖   圖片來源：蘭（lán）博基尼

 

 

市場爭奪戰（zhàn）開啟規模化道路且長

 

 

3D打印金屬粉末的市場競爭格（gé）局（jú）將會隨著更多企業的進入，或加大在金屬粉末領域的生產與研（yán）發力度而（ér）發生改變。在2016年，GKN、Oerlikon和美國鋁業等巨頭就做（zuò）了積極的戰略布局。

 

 

2007-2014年全球3D打印行業市場規模   圖表來源：Wholers

 

今年年（nián）初，中國金屬（shǔ）3D打印粉末公司中航邁特在（zài）現有球形鈦合金粉末製備技術的基礎上（shàng），采用自主研發設計的真空電（diàn）極感應氣霧化製粉爐，成功研製出球形度高、流動性好、非金（jīn）屬夾雜物少的（de）高純球形TiNi記憶合金粉末，填補國內球形TiNi記憶合金粉末（mò）研製的空白。“中航邁特立足航空，服（fú）務軍工，發展成以航空航天（tiān）金屬粉末材料及零部件研發製造為基礎，以3D打印粉（fěn）末應用服務和智能粉冶裝備（bèi）開（kāi）發（fā）為目標的高新技術企業（yè），聯合產業上下遊，發展更多戰略合作夥伴（bàn），為全球用戶提供優質產品和服務。目前中（zhōng）航邁特總投（tóu）資5000萬元，計（jì）劃建成國內技術水平、綜合實力最強、產業規模亞洲的球形金屬粉末材料及裝（zhuāng）備研發生產基地。”黃苑說。

 

據（jù）了解，雖然我國3D打印金屬粉（fěn）末在研發上取得了一定的突破，應用潛力巨大，但由（yóu）於（yú）我國目前3D打印（yìn）金（jīn）屬粉末大多是國外進口，產品成本較（jiào）高，影（yǐng）響了其產業化進程，因而走向商品化和工（gōng）業規模生產還需要很長時間。

 

吳文恒（héng）認為，我國的3D打印金屬粉末研（yán）究往往（wǎng）集中於（yú）大型攻關課題研究領域，但是工業（yè）生產方麵，金屬3D打印的應用（yòng）卻處於很落後的狀態，目前僅僅集中在模型設計領域等。“根據我這些年的了解（jiě），金屬3D打印的大規模應用會有一個比較長的時（shí）間，起碼會貫穿於整個十三五期間，至少需要五年（nián）以上的（de）時間，當然（rán），這（zhè）需要在國家大力（lì）支持和工業3D打印應用不斷發展（zhǎn）的趨勢（shì）下，才能實現3D打印的大規模應用。”