商業(yè)航天高速發(fā)展，帶動(dòng)高質(zhì)量3D打印材料需求增長(zhǎng)

商業(yè)航天正在成為我國(guó)3D打印行業(yè)實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步增長(zhǎng)的重要引擎之一。最新的市場(chǎng)報(bào)告指出，2025年中國(guó)商業(yè)航天市場(chǎng)規(guī)模將突破2.8萬(wàn)億元，3D打印很明顯將獲益頗多。

在商業(yè)航天火箭發(fā)動(dòng)機(jī)制造方面，動(dòng)輒80%以上組件使用3D打印制造已經(jīng)是普遍現(xiàn)象；作為該領(lǐng)域另一重要組成部分的衛(wèi)星制造也在釋放需求。2025年底4.5億元“梁溪星座”3D打印衛(wèi)星制造項(xiàng)目的公開(kāi)招標(biāo)，超20萬(wàn)顆低軌衛(wèi)星頻軌資源的申報(bào)也讓該細(xì)分領(lǐng)域的3D打印技術(shù)應(yīng)用迎來(lái)重大發(fā)展機(jī)遇。

航天領(lǐng)域3D打印需求明顯復(fù)蘇

據(jù)財(cái)聯(lián)社1月31日的報(bào)道，隨著下游航天業(yè)務(wù)需求轉(zhuǎn)旺，國(guó)內(nèi)3D打印設(shè)備銷售明顯放量。國(guó)內(nèi)一家金屬3D打印設(shè)備商表示，從2025年航空航天領(lǐng)域部分項(xiàng)目的招投標(biāo)結(jié)果來(lái)看，行業(yè)需求較前兩年已明顯復(fù)蘇，下游客戶對(duì)輕量化的要求也在持續(xù)提高。

這兩個(gè)領(lǐng)域?qū)?D打印技術(shù)的重大需求，不僅帶動(dòng)設(shè)備端市場(chǎng)的增長(zhǎng)，同時(shí)也將帶來(lái)對(duì)高端金屬3D打印粉末的需求。在這兩個(gè)領(lǐng)域，常用的金屬3D打印材料包括高溫合金、鈦合金以及鋁合金等。在前不久舉辦的北京國(guó)際商業(yè)航天展，金源智能，就展示了其面向商業(yè)航天的金屬3D打印材料解決方案。

高溫合金粉末及性能數(shù)據(jù)

高溫合金廣泛應(yīng)用于高溫氧化、疲勞、蠕變、高溫和磨損等極端工況。在航天領(lǐng)域，3D打印的高溫合金已經(jīng)被用于制造發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤、渦輪葉片、燃燒室、噴油器、噴管以及熱防護(hù)結(jié)構(gòu)件。

材料的質(zhì)量是影響產(chǎn)品性能的重要指標(biāo)。金源智能圍繞應(yīng)用場(chǎng)景的核心需求，創(chuàng)新采用EIGA（電極感應(yīng)氣霧化）工藝，實(shí)現(xiàn)了高溫合金在成分均勻性與物性穩(wěn)定性方面的雙重突破。

金源智能推出的高溫合金粉末性能

該工藝在制粉過(guò)程中無(wú)需坩堝承載，能有效降低熔體污染風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)合金成分的精準(zhǔn)調(diào)控；通過(guò)對(duì)粒徑分布精細(xì)調(diào)節(jié)，粉末產(chǎn)品可靈活適配多種先進(jìn)成型工藝需求。相較傳統(tǒng)VIGA工藝，前者在球形度、空心率、氧含量與流動(dòng)性等關(guān)鍵指標(biāo)上表現(xiàn)更優(yōu)，物理性能更加穩(wěn)定可控，適用于多類型高端裝備制造場(chǎng)景。

金源智能3D打印高溫合金粉末產(chǎn)品覆蓋了GH4099、GH4169、GH3536、GH3625、GH5188等關(guān)鍵型號(hào)，為核心部件的制造提供了材料保障。

鈦合金粉末及先進(jìn)制粉工藝

鈦合金因?yàn)橹亓枯p、強(qiáng)度高、耐高/低溫的特點(diǎn)，是航空航天領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的金屬3D打印材料。在商業(yè)航天領(lǐng)域，3D打印鈦合金可謂大有可為，它不僅可以制造貯箱等火箭發(fā)動(dòng)機(jī)及衛(wèi)星零件，也可制造柵格舵這樣的火箭部件，還能制造衛(wèi)星精密結(jié)構(gòu)件、散熱器件等。極大發(fā)揮了金屬3D打印在復(fù)雜結(jié)構(gòu)、一體化、輕量化結(jié)構(gòu)方面的制造能力。

鈦及其合金包含五大類合金：α-Ti、近α合金、α+β合金、β合金和鈦基金屬間化合物。當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的TC4屬于α+β型鈦合金。金源智能采用PA（等離子絲材霧化）工藝制備TC4粉末，在粉體純凈度、成型性能及成品力學(xué)表現(xiàn)等方面實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)性優(yōu)化，進(jìn)一步滿足了高端制造對(duì)一致性與可靠性的要求。

PA工藝以等離子體高溫熔化原料，將其經(jīng)高速惰性氣體霧化冷卻成粉，具備能量集中、冷卻速率高、氣流穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)。金源智能指出，其PA制粉工藝實(shí)現(xiàn)了TC4鈦合金性能指標(biāo)的全面提升，形成了差異化的優(yōu)勢(shì)：

??高球形度：球形度穩(wěn)定在94%以上，粉末表面光潔、無(wú)明顯粘連，有利于提升成型件致密度，降低局部應(yīng)力集中風(fēng)險(xiǎn)。

??低空心率：空心率≤0.15%，有效減少氣孔缺陷，提升成型件整體力學(xué)性能與抗疲勞能力，滿足高可靠性應(yīng)用需求。

??優(yōu)流動(dòng)性：流速≤29s/50g，可實(shí)現(xiàn)均勻、穩(wěn)定鋪粉，在提升成型效率的同時(shí)保持孔隙結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

該工藝可有效降低粉體孔隙率與氧化物夾雜含量，顯著提升粉末球形度與流動(dòng)性。

金源智能聚焦鈦合金等離子霧化技術(shù)研發(fā)，超1000天的研發(fā)攻關(guān)，現(xiàn)已完成等離子霧化裝備關(guān)鍵技術(shù)全面突破，核心技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平；PA-JY100型等離子霧化產(chǎn)線已批量投產(chǎn)。

銅合金粉末

銅合金常用于熱交換器的制造，但在航天領(lǐng)域也大有用途，例如制造液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室。這種高熱流環(huán)境需要高強(qiáng)度和高導(dǎo)熱性的合金，以便有效地冷卻高壓推進(jìn)劑或氧化劑作用下的推力室壁。常用的增材制造銅合金包括 GRCop-42、GRCop-84、C18150（Cu-Cr-Zr）、C18200（Cu-Cr）等。

在北京商業(yè)航天展會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，極睿航天就表示采用3D打印技術(shù)制造了大尺寸的推力室銅內(nèi)壁。同時(shí)，希禾增材也展示了銅合金3D打印的燃燒室。

航空航天增材制造中常用的其它金屬材料還包括鋁合金、不銹鋼、 鈷合金 、 耐火合金 和鋼等金屬材料。該領(lǐng)域?qū)饘?D打印技術(shù)的需求增長(zhǎng)，刺激了整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，尤其是材料這一最大的消耗品。

隨著航空航天企業(yè)尋求降低生產(chǎn)成本的方法，3D打印提供了一種理想的解決方案。它滿足了該行業(yè)對(duì)輕量化、高性能零部件的持續(xù)追求，正在徹底改變航天器部件的生產(chǎn)方式。

注：本文由3D打印技術(shù)參考創(chuàng)作，未經(jīng)聯(lián)系授權(quán)，謝絕轉(zhuǎn)載。

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