國3D打印金屬粉（fěn）末材料之困（kùn）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（zhè）種新的3D打印（yìn）技術可以讓駕駛者在更（gèng）低價格下定製自己的汽車產品。從過去的陌生詞匯（huì）到如今火遍全球的超前科技代名詞，3D打印在成為（wéi）全球高端智能製造（zào）業基礎（chǔ）技術的同（tóng）時，也正在將觸角伸向（xiàng）人類社會生活的方方麵麵。

 

從產業鏈（liàn）來看（kàn），3D打印主要包括打印設備、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（chǎng）規模（mó）較小、產業鏈發展滯後，多數企（qǐ）業產能主要集中在3D打印機設備生產環節，而打印原材料、圖（tú）像處理以及（jí）下遊市場應用環節較薄弱。

 

 “當前全球正在興起新一輪數字化製造浪潮，發達國家為應（yīng）對製造業競爭（zhēng）力的下降，大力倡導‘再工業化、再製造化’，抓手就是3D打（dǎ）印等先進製造技術。”中國工（gōng）程院盧秉恒院士在第二（èr）屆3D打印產（chǎn）業大會（上海（hǎi））暨首屆SAMA國際論壇演講中提到。

 

3D打印技術在技術方（fāng）法、製造平台、行（háng）業（yè）標（biāo）準等方麵取得重要進展，在市場規（guī）模方麵保持快（kuài）速增長態勢。增材製造行業權威谘詢（xún）研究機構（gòu）Wohlers Associates發布的報告顯（xiǎn）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打印應用領域     圖片來源：互聯網、新材料（liào）在（zài）線

 

 

行業（yè）投資盛宴催生金屬粉末（mò）市場藍海

 

 

 “金屬3D打印技術作為整個3D打印體係中最前沿和最有潛力的技（jì）術，是先進製造技術的（de）重要發展方向。”上海材料研究（jiū）所增材製造研發與（yǔ）應用中心副主任吳文（wén）恒在接受新材料（liào）在線采訪時表示，而金屬（shǔ）粉末則是金屬3D打印技術中最重要一環的，也是（shì）價值所在。

 

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、合金粉末以及（jí）具有金屬性質的某（mǒu）些難熔化合物粉末（mò）。目前，3D打印（yìn）金屬粉末材料包括鈷（gǔ）鉻合（hé）金、不（bú）鏽鋼、工（gōng）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（dìng）製零部件行業中的應用（yòng），對鋁粉、鈷粉及其他工業金屬粉末的需求也快速增長。根據Wohlers Associates發布的報告，3D打印（yìn）行業在多個領域都出現了持續性的（de）增長（zhǎng），尤其是金屬3D打印和桌麵3D打印（yìn），2015年（nián）金屬3D打印機（jī）的增長率則在（zài）45%左右，增（zēng）速迅猛。

 

據（jù）了解，目前國（guó）外金屬粉末供應商主要（yào）有美國卡彭特、英國LPW、山（shān）特維克（kè）Osprey、吉凱恩JKN Hoeganaes、瑞典赫（hè）格納斯以及印度普萊克斯。國內主要有中航邁特、蘇州英納特納米科技、無錫飛而康、陝西宇（yǔ）光飛利等。

 

 

3D打印汽車示意圖   圖片來源：蘭博基尼

 

 

市場爭奪戰開啟規模化道路且長

 

 

3D打印金屬粉末的市場競爭格局將會隨著更多企業的進入，或加大在金屬（shǔ）粉末領域的生產與（yǔ）研（yán）發力度（dù）而發生改變。在2016年，GKN、Oerlikon和美國鋁業等巨（jù）頭就做了積極的戰略布局。

 

 

2007-2014年全球3D打印行業市場規（guī）模   圖表來源：Wholers

 

今年年初，中國金屬3D打印粉末公（gōng）司中航邁特在現有球形鈦（tài）合金粉末製備（bèi）技術的基礎上，采用（yòng）自主研發設（shè）計的真空電極感應（yīng）氣霧（wù）化製粉爐，成功（gōng）研製出球（qiú）形度高、流動性好、非金屬夾雜物少的高純球形TiNi記憶合金粉（fěn）末，填補國內球形TiNi記憶合金粉末研製的空白。“中航邁特立足航空（kōng），服務軍（jun1）工，發展成以航空航天金屬粉末材料及零部件研發製造為基礎，以3D打（dǎ）印粉末應用服務和智能粉冶（yě）裝備（bèi）開發為目標的高新技（jì）術企業，聯合產業上下遊（yóu），發展更多戰略合（hé）作夥伴，為（wéi）全球用戶提供優質產品和服務。目前中航邁特總投資5000萬元，計劃建（jiàn）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（cái）料（liào）及裝備（bèi）研發（fā）生產基地。”黃苑說。

 

據了解，雖然我國3D打印金屬粉末在研發上取（qǔ）得了一定的突破（pò），應用潛力巨大，但由於我國目（mù）前（qián）3D打（dǎ）印金（jīn）屬粉末大多是國外（wài）進口，產（chǎn）品成本較高，影響了其產業（yè）化進程，因而走向商品化和工業規模生產還需（xū）要很長時間。

 

吳文恒（héng）認為（wéi），我（wǒ）國的3D打印金屬粉末研究往往集中於大型攻關課題研究（jiū）領域，但是（shì）工業生產方麵，金屬3D打印的應用卻處於很落後的（de）狀態，目前僅僅集中在（zài）模型設計領域（yù）等。“根據我這些年的了解，金屬3D打印的大規（guī）模（mó）應用會有一個比較長的（de）時（shí）間，起碼會貫穿（chuān）於整個十三五期間，至少需要五年以上的時間，當然，這需要在國家大力支持和工（gōng）業3D打印（yìn）應用（yòng）不斷發展的趨勢下（xià），才能實現3D打（dǎ）印（yìn）的大規模應用。”