金屬3D打印（yìn）粉末材料國產化指日可待
點擊量：616 發（fā）布時間：2017-02-15 作者：狀（zhuàng）邁（上海）增材製造技術（shù）有限公司（sī）
在金屬增材製造迅猛發展的環境下， 3D打印金屬粉末迎（yíng）來了全麵的市場爆發。許多金屬材料玩家紛紛開設了專（zhuān）門的實驗室或工廠，重金投（tóu）入金屬粉末的研發（fā）和（hé）生產。國內一（yī）些企業和機構也已經在這方麵逐漸展開布局，助推實現3D打（dǎ）印金屬粉末國產化。
近期，廣東省材料與加工研究所工程師朱傑與我們分享了他對金屬3D打印（yìn）粉末市場的觀點。他認為，未來3-5年，國產化的3D打印材料將成為主流。
2015年7月，廣東（dōng）省材料（liào）與加工研究所正式成立，廣東省（shěng）材料與加工研究所（suǒ）由原屬有色金屬研究（jiū）院下轄的“金（jīn）屬加工與成型（xíng）技術研究所”、“粉末冶（yě）金研究所”、“粉體技（jì）術研究中心”、“粵有研粉末（mò）冶金材料科技有限公司”、“粵有研耐磨（mó）材料科技有限公司”、“粵有研電工材料科技（jì）有限公司”聯合組建而（ér）成，現隸屬於廣東省科學院。粉體材料事業（yè）部主要從事金屬粉末材（cái）料的研究和產業化推廣（guǎng）。
作為一家在金屬材料（liào）研究經驗有著豐厚積澱的機構，廣東省材料與加（jiā）工研究所對增材製造的金屬粉末可謂“用情頗深”。如今，這個來自羊城的材料專家，已經迅速地鋪（pù）開了金屬3D打印粉末市場的布局。
目前其主（zhǔ）要產品包括3D打印用高溫合金（jīn）粉末、模具鋼粉末、鈷鉻合金粉末、不鏽鋼粉末等。
《3D打印（yìn）世界》：您如何看待金屬3D打印粉末材料過去一年的熱潮？
朱傑（jié）：金屬3D打印材料的發展無疑是未來的一個發展方向。從以往看來，金屬3D打印長期以來受（shòu）製於材料和設備價格昂貴（guì），因此整體價格偏高。首先，對許多行（háng）業（yè）應用來（lái）說，3D打印還是一種新興技術，3D打印粉末總體需（xū）求量和傳統的粉末需求量呈（chéng）現（xiàn）小批量、多樣化的特點。小批量也意味著成本比較高。另外，金屬3D打印粉末製作（zuò）工藝比較昂貴，它主（zhǔ）要以真空氣霧（wù）化為主，比一般的製粉速度要慢。
但毫無疑問的是，這一市場以後會有（yǒu）更強烈的爆發（fā）式增（zēng）長，所以我們看到那麽多企業和機構投入這個領域。金屬（shǔ）3D打印這個風口會帶來很多機會（huì）。在2016年的漢堡世（shì）界粉末冶金大會上，金屬增材製造已經成為了學術研究聚焦的熱點。我們很高興自己能成為這股熱潮中一個積極進取和挑戰的角（jiǎo）色。
《3D打印（yìn）世界》：您在之前的采訪（fǎng）中表（biǎo）示，“未來3-5年，預計國產化（huà）的3D打印材料將成為主流”。做出這（zhè）種評（píng）估是基於怎樣的原因？
朱（zhū）傑：首先（xiān），我們看到以往的狀況（kuàng）是3D打印設備廠（chǎng）商（shāng）捆綁銷售3D打印材料（liào），然（rán）而3D打印設備廠商的並不自己生產金屬粉末材料，從而導致金屬3D打印粉末價格虛高。3D打（dǎ）印設備通常不開源（yuán），許多金屬3D打印設備生產商一般會讓客戶用自己的粉末，這（zhè）就不利於（yú）材料市場價格的公平性和透明化。
事實上，在我看來，前三年金（jīn）屬3D打印的（de）“蛋糕”的大部分基本被設備廠商占有。而如今，設備廠商們也（yě）將（jiāng）麵臨進一步向開放材料使用（yòng）的壓力。隻有材料和設（shè）備（bèi）相輔相成，才能推動金屬3D打印實現更多精彩的應（yīng）用。隨著技術的進步，3D打印設備對於不同材料兼容（róng）性將不斷提高。
其次（cì），國內（nèi）製粉技術不斷成熟（shú）發展，對比之下，許多3D打（dǎ）印材（cái）料的（de）性能已（yǐ）經比肩甚（shèn）至超越國外同等水平的廠商。
基於（yú）這兩股力量（liàng），我（wǒ）們相信相信國產（chǎn）化的3D打印材料將成為主流，金屬3D打印材料的（de）價格會逐步下降。
《3D打印（yìn）世界》：研究所在實現3D打印材料國有化的過程中有哪些優（yōu）勢？市（shì）場策略是怎樣（yàng）的？會專注於哪些行（háng）業的應用？
朱傑：我們在材料研發方（fāng）麵已經有（yǒu）幾十年的技術沉澱，技術力量是優勢之一。此外（wài），我們也形成了一批較有（yǒu）經驗、學曆高、專業度高（gāo）的技（jì）術人員（yuán）。
其次，我認為很大的一個優勢是——我們爭取到國家和廣東省相關（guān）政策項目的支（zhī）持。比（bǐ）如目前已獲得 “中英先進製（zhì）造技術聯合研究中（zhōng）心（xīn）——3D打印技術創新平台”、廣東省“3D打（dǎ）印專用金屬粉體材料（liào）的研製及應用”、“增材製造陶瓷-金屬複合框架技（jì）術及其在複合材料（liào）領域的應用”、“中山市3D打印粉體材料製備技術創新平台（tái）”等項目的支持，在3D打印材料和工藝方麵進行了深入的研究。
在市場策略方麵，我們始終認為要把客戶需求作為出發點。接下來，我們會進一步去推廣自己目（mù）前應用（yòng）得最成功的（de）高（gāo）溫合金、鈷鉻合金等材料。不久之後，還會引進烏克蘭的鈦合金（jīn）等離子旋轉電子霧化設備，以（yǐ）實現產品的多樣化，以及產品質量的不（bú）斷提升。
在應用方麵，我們的產品主要麵向汽車、模具、船舶、航空、電子、國防裝備等領域。目前（qián）市場化最好的是（shì）齒科（義（yì）齒），這一市場開（kāi）發得比較（jiào）成熟，比如如鈷鉻合金生物相容性比較好，耐腐蝕性也比較強，齒科行業對這種材料的需求是很大的。航天航空部件的前（qián）期（qī）開發也是我們的一大應用重點（diǎn）。
《3D打印世界》：對金屬3D打印來說，材料這一環尤為關鍵。主要可以從哪些方麵評估金屬粉末的質量好（hǎo）壞？
朱傑：3D 打印耗材金（jīn）屬粉（fěn）末通常要求（qiú）粒徑適中、粒度分布窄、球形度高、流（liú）動性（xìng）好和鬆裝密（mì）度高。一般認為，直徑小於（yú）15-53微米（mǐ）的粉體（tǐ）材料適用於選區激光熔融增材製造，粒徑在53-105μm左右的粉體適合電子（zǐ）束熔融技術。建議可（kě）以從（cóng）以下幾（jǐ）個方麵具體評估：
合適的粒度分布
粉末純度高，氧含量（liàng）低（dī）。
空心球/衛星球少。
流動性好，鬆裝密度高
批次之間化學成（chéng）分一致
《3D打印世界》：您對市場上的同類產（chǎn）品是否有一些了解，是否有一些差異性（xìng）？
朱傑：在金屬粉（fěn）末這一塊，每個指標的細微改進，對用（yòng）戶來（lái）說都有很大的幫助。因此，我（wǒ）們做了很多的研究工作，包括流動性的改善、去（qù）除表麵衛星球、盡量減少空心粉（fěn）。最早在2014年我（wǒ）們就開始批量生產金屬3D打印粉末了，近（jìn）期與飛（fēi）而（ér）康航天航空等高端應用結合，開發了一係列金屬3D打印精品（pǐn），比如空（kōng）心燃油噴嘴管道和船用發動機進氣管等（děng）。
我們（men）的材料研（yán）發（fā）生產技術已經基本成熟，下一階段主要（yào）是需要培育和規（guī）範好市場，推（tuī）動行業製定一些更細致的（de）標準。至於對國內和國外市（shì）場的一個對比，我覺得很多東西中國人一旦（dàn）掌握了技術的話，國外的很多廠商他其實是比不過中國的。
金屬注射成形用316L粉末
3D打印（yìn）用CoCrW粉末
《3D打印世界》：您認為國內（nèi）金（jīn）屬3D打印材料研發的突破點（diǎn）在哪些方麵？
朱（zhū）傑：首要的應該是技術上的突破，國內金屬3D打印材料研發的整（zhěng）個基礎比較薄弱，比如霧化設備還有很多值得改進（jìn）的地方。另外3D材料的（de）應用方麵也要加大研究探索，比如3D打印工藝，3D打印產品（pǐn）的後處理。我們不光要做高品質的（de）3D打印（yìn）材料，更要提供給客戶更多的技（jì）術服務（wù）和指導，事實（shí）上，甚至全球範圍能夠做到這兩者的3D打印材料供應商也屈指可數（shù），國（guó）內廠商給自己定的“門檻（kǎn）”顯然是很重要的。
另一個方（fāng）向是金屬3D打印的批量化、規模化生產，它將有利於大幅降低整體材料的價格水平。
《3D打印世界》：研究院是（shì）否有計劃開發一（yī）些（xiē）特殊性能的金屬3D打印材料？
朱傑（jié）：我們會針對3D打印（yìn）多品種的特點，開發更多特性的新材料。比（bǐ）如模具鋼行業（yè）的一些開（kāi）發，並且針對材料（liào）的水平做一個較大的提高（gāo）。
其他（tā）一（yī）些內容我們還在籌劃階段。但我們相信隨（suí）著更多（duō）應用（yòng）的深入，3D打印金屬粉末材料會迎來爆發（fā）式的增長。明年國產化材料市場（chǎng）也會有很大提升，有可能實現100%的增長。
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