鈦合金3D打印粉末材料需求猛增，金物新材年產(chǎn)能達(dá)300噸

南極熊導(dǎo)讀：鈦合金3D打印粉末材料市場(chǎng)需求爆發(fā)，金物新材2023年上半年出貨量已超2022年全年。

2023年6月，在制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇暨2023年增材制造產(chǎn)業(yè)年會(huì)上，南極熊采訪了江蘇金物新材料有限公司（金物新材）。江蘇金物是以球形金屬粉末的生產(chǎn)制造為主的高新技術(shù)企業(yè)。憑借十余年的金屬粉末制備技術(shù)及經(jīng)驗(yàn)，提供極具競(jìng)爭(zhēng)力的高品質(zhì)粉末產(chǎn)品。協(xié)力打造高端制造與行業(yè)解決方案，生產(chǎn)包括鈦合金、鎳基合金、高溫高熵合金等在內(nèi)的優(yōu)質(zhì)粉末產(chǎn)品，球形度高，衛(wèi)星球空心球極少，以流動(dòng)性滿足增材制造的高標(biāo)準(zhǔn)要求。


江蘇金物新材料有限公司的主要技術(shù)研制于北京科技大學(xué)，現(xiàn)在主要做航空和醫(yī)療級(jí)別的3D打印粉末材料。負(fù)責(zé)人表示，金物新材主要聚焦于鈦合金和鈦喂料，做一些鈦材料的衍生和創(chuàng)新。

IPCA（聯(lián)合氣霧化）技術(shù)



金物新材的制粉工藝與市場(chǎng)上的其他工藝都不同，叫IPCA（聯(lián)合氣霧化）技術(shù)，是獨(dú)立研發(fā)的氣霧化制粉技術(shù) -- Induction Heating and Plasma Melting Combined Atomization (IPCA)。

●該技術(shù)創(chuàng)造性的將感應(yīng)預(yù)熱與等離子體加熱相結(jié)合，可以有效地提高金屬熔體的過熱度，獲得的粉末具有更高的細(xì)粉率、更好的球形度和更低的空心率。

●自主研發(fā)設(shè)計(jì)的生產(chǎn)系統(tǒng)可以達(dá)到更高的環(huán)境純凈度，確保產(chǎn)品的低氧和低氮含量。

●可以進(jìn)行可定制化，高氧、低氧的環(huán)境都可以做。

●相比于傳統(tǒng)的技術(shù)，占地面積會(huì)小很多。爐子是模塊化的，維修成本大大降低。

鈦合金材料與鈦喂料

目前的產(chǎn)品線主要是TC4、TA15、TC11，也包括TA0、TA1、TA2，粒度段是可以定制的，相對(duì)來說，粒度范圍比其他的廠家多很多。鈦粉末粒度段：

●0-25微米/0-45微米：鈦金屬注射成型用

●15-45微米/15-53微米/20-63微米/20-70微米：鈦金屬SLM打印用

●45-106微米/45-150微米：鈦金屬EBM打印，凝膠注模，熱等靜壓用


△金物鈦產(chǎn)品全系列

負(fù)責(zé)人表示，區(qū)別于其它粉末廠的是，金物新材還進(jìn)行鈦合金喂料的生產(chǎn)，所有粉末支持全粒度段的應(yīng)用。公司具有一條完整的MIM生產(chǎn)線，包括制粉、造粒、脫脂燒結(jié)等工藝過程，其中制粉線有十條，目前產(chǎn)量為300噸/年。如今產(chǎn)線還在不斷建立，可以預(yù)計(jì)產(chǎn)量會(huì)持續(xù)升高。

下圖為用金物新材提供的材料制造的物品：


△3D打印制造的零件


△經(jīng)過表面處理(陽極氧化)的零件


△MIM的精密零件


△使用粗粉制造的零件(凝膠注模工藝)，適合大批量生產(chǎn)

負(fù)責(zé)人表示，金物新材會(huì)提供對(duì)外服務(wù)業(yè)務(wù)，包括鈦合金的表面處理工藝等。因?yàn)榻鹞镄虏牡奈沽袭a(chǎn)線是一條完整的產(chǎn)線，一些廠家若是想要做某些測(cè)試，都是沒有問題的。公司擁有金屬爐，對(duì)于一些公司的小零件驗(yàn)證方面是非常便捷的，能夠提供一站式的服務(wù)。

應(yīng)用領(lǐng)域＆行業(yè)發(fā)展



●增材制造又稱3D打印制造，它是以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。金物為3D打印行業(yè)提供各粒度范圍的高品質(zhì)球形粉末，球形度高，流動(dòng)性好，滿足各型號(hào)設(shè)備及產(chǎn)品的制造要求。

●金屬注射成型是選取符合MIM要求的金屬粉末和粘結(jié)劑，然后在一定溫度下采用適當(dāng)?shù)姆椒▽⒎勰┖驼辰Y(jié)劑混合成均勻的喂料，經(jīng)制粒后再注射成形，獲得的成形坯經(jīng)過脫脂處理后燒結(jié)致密化成為成品。金物為MIM行業(yè)提供高品質(zhì)的鈦合金喂料，幫助企業(yè)降低成本，實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。

●熱噴涂是指將涂層材料加熱熔化，用高速氣流將其霧化成極細(xì)的顆粒，并以很高的速度噴射到工件表面，形成涂層。根據(jù)需要選用不同的涂層材料，可以獲得耐磨損、耐腐蝕、抗氧化、耐熱等方面的一種或數(shù)種性能。


●熱等靜壓工藝是將制品放置到密閉的容器中，向制品施加各向同等的壓力，同時(shí)施以高溫，在高溫高壓的作用下，制品得以燒結(jié)和致密化。熱等靜壓優(yōu)點(diǎn)在于集熱壓和等靜壓的優(yōu)點(diǎn)于一身，成形溫度低，產(chǎn)品致密，性能優(yōu)異，是高性能材料制備的必要手段。

●激光熔覆也稱激光熔敷或激光包覆，是一種新的表面改性技術(shù)。它通過在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之與基材表面薄層一起熔凝的方法，在基層表面形成冶金結(jié)合的添料熔覆層。

負(fù)責(zé)人表示，由于航空航天的發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)鈦合金材料的需求也不段增加，從2022年底開始，鈦合金材料就開始爆發(fā)了，比如TA15的量就特別大。過去的鈦合金應(yīng)用以軍工為主，如今民用也逐漸增加了，可以說鈦材料的發(fā)展趨勢(shì)是很不錯(cuò)的。前幾年像蘋果手表這種消費(fèi)類的產(chǎn)品，已經(jīng)出現(xiàn)了鈦合金邊框，也是從那時(shí)起，國(guó)內(nèi)的主機(jī)廠商也在小批量的進(jìn)行驗(yàn)證。鈦的注射成型十分適合應(yīng)用到消費(fèi)級(jí)電子產(chǎn)品上，相比之下，直接金屬3D打印雖說可以制造鈦零件，但成本還是較高的。在產(chǎn)能方面，今年金物新材布局了多點(diǎn)倉(cāng)庫(kù)和多點(diǎn)工廠，發(fā)貨及時(shí)性得到了很大的提高，截止六月份，金物新材的出貨量已經(jīng)超越了2022年全年！