金属3D打印发展迅猛:国产粉末比不上国外?

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  近几年,金属3D打印成为增长最快,同时也是最具前途的技术之一,成功应用于飞机发动机部件、医疗植入、汽车部件、航空卫星组件等领域,我国金属3D打印设备及应用领域也屡有突破。为此,OFweek3D打印网编辑独家专访了中航迈特粉冶科技(北京)有限公司市场总监黄苑女士,一起探讨金属3D打印材料的现状及挑战。

中航迈特粉冶科技(北京)有限公司市场总监黄苑女士

  中航迈特粉冶科技致力于航空航天球形金属粉末材料、粉末零部件及特种粉冶装备的研发制造,在金属粉末材料方面有哪些核心技术及优势?

  黄苑:中航迈特自主研发了多台世界先进的真空感应气雾化(VIGA)和电极感应气雾化(EIGA)制粉设备,在制粉装备研制、工艺技术攻关、粉末材料开发等方面形成一整套知识产权,其中EIGA微细钛合金制粉装备研制率先实现了自主国产化,打破欧美在微细钛合金粉末材料方面的技术封锁和市场垄断。突破并掌握了合金纯净熔炼、超音速雾化制粉、粉末精细处理与检测、3D打印粉末应用等核心技术。在金属粉末材料方面的核心优势体现在以下几个方面:

  1、30年军工合金粉末材料制备技术和经验,航空标准,军品品质;

  2、粉末纯度达到军用合金粉末材料技术标准;粉末综合性能达到或超越进口同类产品,完全满足3D打印在航空、航天、医疗、模具等军民领域应用要求;

  3、近百家用户反馈质量稳定,性能优异;多家航空航天军工单位合格供应商。

  4、明年国内用户突破200家,出口用户突破30家。

  本次展会中,中航迈特粉冶科技主要展示的产品有哪些?和同类型产品相比,有何特色?

  黄苑:本次展会中中航迈特主要展示了钛合金粉末、钛铝合金粉末、镍基合金粉末、钴铬合金粉末、铝合金粉末、模具钢粉末等产品。其特色包括:

  1、标准化:航空标准,军品品质;粉末规格标准化、产品批量化;

  2、全系列:形成3D打印用全系列金属粉末产品货架;

  3、超高纯:氧氮氢等气体含量低,夹杂物等指标满足军用要求;

  4、高性能:粉末流动性佳,良好的粉末3D打印体验;零件优异的力学性能;

  5、适应性:在近10个品牌的进口、国产3D打印设备上应用,性能优异,质量可靠;

  6、可定制:合金粉末材料定制生产,粉末粒度选择更自由,打印更流畅。

  在3D打印金属粉末领域,目前国内外主要有哪些厂商?国内3D打印用金属粉末产业现状如何?您如何看待3D打印领域的材料之困?

  黄苑:目前国外金属粉末供应商主要有美国卡彭特、英国LPW、山特维克Osprey、吉凯恩JKN Hoeganaes、瑞典赫格纳斯以及印度普莱克斯。在国内方面,我国军用球形金属粉末材料真正实现突破是在2005-2008年,实现航空装机考核,当时国内仅有几家院所在做。随着全球航空发动机产业和金属3D打印技术的快速发展,金属3D打印在航空、航天、医疗等领域逐步走向应用,进步较快,高端粉末需求急迫,但整体需求量还是比较少。由于金属3D打印对粉末材料各项指标要求有别于传统粉末冶金,国内实际能自主生产3D打印用合格球形金属粉末的制造商并不多,大部分刚起步,基本由传统粉末冶金用粉行业转向了3D打印金属粉末行业。但是,从近期情况看,核心技术未能突破使企业在转型中遇到较大阻力,产品品质难以满足要求。而中航迈特在多年军工粉末材料研制基础上,专注3D打印金属粉末材料应用技术和军用粉末材料开发,目前已经成功为我国一大批军工单位、院所高校、国内外企业批量提供了军民用3D打印粉末产品和应用解决方案。

  而关于3D打印领域材料之困,我认为需要从以下几个方面具体分析:

  1、粉末制备工艺选择之困:制粉工艺多种多样,真正满足3D打印应用的并不多,3D打印技术倒逼制粉工艺做出良好选择并持续优化,如细粉收得率、粉末球形度、粉末质量等;中航迈特预测,未来全球3D打印用金属粉末向高纯、球形、微细、低成本方向发展,为此,VIGA、EIGA等大容量微细制粉工艺技术有广阔发展空间。中航迈特专门提出了“细粉战略”。

  2、“国产粉不如进口粉”之困:“进口的就是好,国产不行”,这样的惯性认识不止在3D打印金属粉末行业。国内用户对国产粉存在误解,经过大量3D打印试验对比验证,中航迈特粉末质量完全可以与进口粉媲美甚至优于进口粉,同时,价格又低于进口粉,但是,由于进口设备的非开源模式,限制了国产粉的一些使用,也影响了我国自主3D打印材料产业发展,需要政府、行业3D打印用粉企业做工作,提升我国在全球3D打印产业中的话语权。值得一提的是,经过中航迈特检测,认为进口粉末大部分达不到军用要求,亦可能是由于国外军用材料向我国封锁导致。

  3、粉末太贵之困:任何制粉工艺技术都有其优势和劣势,中航迈特认为,粉末太贵的责任不能全部归结于制粉企业的技术不成熟,其实恰恰是由于3D打印技术的不成熟亦或是其特殊的粉末粒度要求(SLM工艺用粉粒度区间太窄),直接导致粉末材料成本翻了近乎3倍多。中航迈特正在加大攻关,开发大型低成本制粉设备和粒度高效控制制粉技术,力争做到粒度可控,更加低成本化。

  据了解,在3D打印链中设备制造企业多数面临盈利困难。在金属粉末材料方面盈利情况如何?中航迈特粉冶科技重点聚焦哪些市场?

  黄苑:3D打印链中的设备制造企业和金属粉末材料的生产企业同样属于3D产业生态圈,金属粉末材料能否盈利、多盈利,也受制于整个3D产业生态圈的发展。所以3D打印金属粉末材料也会面临设备制造企业遇到的一些困难,每个产业的发展都需要一个过程,盈利困难的时期是难以避免的,产业逐渐走向成熟之后的盈利能力自然就会提升。中航迈特相信,工艺技术的突破将为企业盈利带来巨大贡献,例如钛合金细粉收得率每提升5%,总成本可以下降12%。中航迈特重点聚焦市场在航空航天、医疗等领域。

  目前,中航迈特粉冶科技在国内市场布局如何?未来在3D打印方面主要有哪些发展规划?

  黄苑:中航迈特立足航空,服务军工,发展成以航空航天金属粉末材料及零部件研发制造为基础,以3D打印粉末应用服务和智能粉冶装备开发为目标的高新技术企业,联合产业上下游,发展更多战略合作伙伴,为全球用户提供优质产品和服务。目前中航迈特总投资5000万元,计划建成国内技术水平最高、综合实力最强、产业规模亚洲最大的球形金属粉末材料及装备研发生产基地。

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