3D打印越精密越缺細(xì)粉，國(guó)產(chǎn)鈦粉如何做到又穩(wěn)又便宜？

金屬3D打印粉末的粒度范圍通常為15-53μm，它覆蓋了絕大部分的使用場(chǎng)景。

但在高精度3D打印應(yīng)用場(chǎng)景下，0-25μm的粒度范圍具有明顯的優(yōu)勢(shì)。它可以實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的一體化結(jié)構(gòu)、更高的尺寸精度、更低的表面粗糙度，還具備超薄壁成型能力。

在3C行業(yè)中，可以用于微型轉(zhuǎn)軸、表鏈、耳機(jī)內(nèi)部精密結(jié)構(gòu)件等；在醫(yī)療行業(yè)中，可以制造微型抓鉗、剪刀、持針器等；除此之外，它還可以制造微機(jī)電系統(tǒng)精密零件，以及微型熱管理器件等。

3D MicroPrint的微型金屬3D打印零件

Precipart 的微型3D打印零件

在這這些應(yīng)用場(chǎng)景中，更細(xì)的粉末是必然選擇。而且，該粒度范圍還是傳統(tǒng)MIM工藝以及粘結(jié)劑噴射3D打印工藝的主要選擇。

然而，在傳統(tǒng)EIGA等制粉工藝下，0-25μm鈦合金細(xì)粉收得率長(zhǎng)期徘徊在20%左右，成本高、供應(yīng)不穩(wěn)定，直接制約了鈦合金細(xì)粉在3C電子、精密器件等領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用。

3D打印技術(shù)參考注意到，這一局面最近迎來了重要突破。國(guó)內(nèi)粉末廠商中體新材宣布其自主研發(fā)的等離子球化Ti-6Al-4V（TC4）、TA15等鈦合金粉末 ，0-25μm范圍的細(xì)粉收得率從20%提升至60%以上，使其細(xì)粉實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，成本也得以降低。

同時(shí)，粉末在成分控制、顆粒形態(tài)及批次一致性等方面表現(xiàn)優(yōu)秀，結(jié)合循環(huán)原料回收機(jī)制，它還具有“高性價(jià)比、規(guī)模化”的特點(diǎn)，能夠?yàn)榇笈可a(chǎn)穩(wěn)定供應(yīng)材料。

60%的收得率意味著什么？

簡(jiǎn)單來說，它讓原本0–25μm細(xì)粉從副產(chǎn)物變成了可規(guī)模化供應(yīng)的“主產(chǎn)品”。

對(duì)制造商來說，最直接的影響就是產(chǎn)量大幅提升及成本顯著下降，單位原料細(xì)粉有效產(chǎn)出提升約3倍，即1噸的原料，原本只能產(chǎn)出0.2噸的細(xì)粉，現(xiàn)在可以產(chǎn)出0.6噸細(xì)粉。細(xì)粉單位制造成本大幅降低，鈦合金細(xì)粉制造效率得到結(jié)構(gòu)性提升。

質(zhì)量好性能高+低碳

金屬注射成形（MIM）、粘結(jié)劑噴射（Binder Jetting）及精密3D打印對(duì)粉末的要求遠(yuǎn)不止“細(xì)”，球形度、氧含量、批次一致性都直接影響打印成功率和零件性能。

中體新材通過等離子球化技術(shù)，不僅提升了收得率，還將球形度穩(wěn)定在90%以上、氧含量控制在0.18%以下，滿足了規(guī)模化生產(chǎn)對(duì)批次一致性的嚴(yán)苛要求。

中體新材表示，它已掌握VIGA、EIGA、PREP及自研AMP等多種制粉工藝，其中等離子球化（PS）作為提升鈦合金粉末性能與降低成本的核心技術(shù)，優(yōu)勢(shì)非常明顯。

首先是它可以使用鈦廢料、廢屑、棒材、絲材等多種形態(tài)原料，碳排放僅為傳統(tǒng)EIGA工藝的10%。通過工藝優(yōu)化，球化后粉末球形度顯著提升，粉末性能媲美原生粉，同時(shí)避免了原料浪費(fèi)。

其次是該工藝可以靈活調(diào)控粉末粒徑，能響應(yīng)不同應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)顆粒范圍的精準(zhǔn)需求。

據(jù)筆者了解，中體新材鈦合金粉產(chǎn)線已通過SCS回收材料認(rèn)證，并成為首批獲得消費(fèi)電子頭部客戶綠色供應(yīng)鏈審核認(rèn)可的企業(yè)。

批量穩(wěn)定供貨+低成本

中體新材表示，目前已實(shí)現(xiàn)0-25μm鈦合金細(xì)粉的批量生產(chǎn)，已完成12條球化產(chǎn)線建設(shè)，為客戶大規(guī)模開發(fā)與量產(chǎn)計(jì)劃提供可靠供應(yīng)鏈支持。

此外，該細(xì)粉已廣泛應(yīng)用于3C電子領(lǐng)域，并在醫(yī)療器械、航空航天、人形機(jī)器人等高端領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力，在滿足“輕薄化、精密化、高端化”需求的同時(shí)，具備顯著成本優(yōu)勢(shì)。

過去高端鈦合金細(xì)粉市場(chǎng)長(zhǎng)期由國(guó)外廠商主導(dǎo)，中體新材在等離子球化、等離子體等新型制粉工藝上的規(guī)模化突破，正在改變這一格局。其“材料+工藝+供應(yīng)鏈”一體化解決方案，將推動(dòng)鈦合金細(xì)粉從高端小眾材料走向工業(yè)級(jí)基礎(chǔ)材料，進(jìn)一步釋放先進(jìn)制造的規(guī)模潛力。

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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