【3D打印高端演講】加拿大AP&C公司：3d打印鈦合金的粉末能夠促進(jìn)我們未來的發(fā)展

【導(dǎo)讀】 在6月下旬，世界3d打印大會在青島舉行。南極熊3D打印網(wǎng)也到了現(xiàn)場進(jìn)行了大量的報道，詳情請看南極熊報道 http://m.lhkhtyz.com/forum-103-1.html 。南極熊作為一個3d打印的專業(yè)媒體平臺，一直致力于推動中國3D打印行業(yè)的發(fā)展。希望下面的一些內(nèi)容對大家有所啟發(fā)。

Jacques Mallette：大家下午好，我的名字叫Jacques Mallette，我來自加拿大AP&C公司，我想研究一下未來增材制造的有關(guān)研究。

我非常希望這一系列相關(guān)的材料，包括鈦合金的粉末能夠促進(jìn)我們未來的發(fā)展。我今天將會研究一系列重要的發(fā)展因素帶來的3D打印行業(yè)的飛速發(fā)展。

首先我想要簡要介紹一下企業(yè)的基本情況，為大家介紹一下相關(guān)鈦合金的種類信息，同樣增材制造對于鈦粉的有關(guān)要求，最后還會為大家介紹一下公司的發(fā)展和行業(yè)發(fā)展概括。

大家看看我們公司的情況，AP&C是一個粉末的生產(chǎn)公司，從2014年創(chuàng)立的。我們非常努力的已經(jīng)工作了十年的時間，可以說我們已經(jīng)生產(chǎn)出許多相應(yīng)配套的設(shè)施�，F(xiàn)在目前產(chǎn)量是100噸每年，可以說通過很大的投資還有很多各方的努力已經(jīng)使我們每年的增長量到達(dá)了50%。在過去的一段時間當(dāng)中，每年增材制造領(lǐng)域增加75%，今年我們也將會在2015年希望能夠有更加宏偉的發(fā)展，希望有更高的增長率。

我們其中75%的銷售額的增長是來自于3D打印增長領(lǐng)域，可以說我們已經(jīng)在這個領(lǐng)域聚焦良多。我們是在加拿大的蒙特利爾市建造了工廠，占地面積3500平米可以說我們的專業(yè)主要是等離子的加工工藝，還有相關(guān)的材料，我們就是利用等離子來進(jìn)行加工�，F(xiàn)有的證書包括ISO9001，我們許多航空航天領(lǐng)域的企業(yè)已經(jīng)想要使用鈦合金來生產(chǎn)自己的產(chǎn)品。同樣我們持有這樣的一個證書，在2014年12月的時候可以取得另外一個非常有聲譽(yù)的證書。

我們在2004年開始工作之后，可以說在過去的四至五年是我們公司發(fā)展的關(guān)鍵年度，所以說我們利用起許多的資源還有利用起這段時間來開始這樣一個增材制造�？梢哉f我們已經(jīng)以這樣一個領(lǐng)域，3D打印材料的設(shè)施出版商最大的合作伙伴進(jìn)行合作。在過去的四至五年當(dāng)中，我們不斷的提高自己的生產(chǎn)力，也促進(jìn)科技的發(fā)展，以及提高了十倍的生產(chǎn)力。同樣我們近期已經(jīng)由Arcam AB收購。

在終端市場方面，這是我們鈦合金現(xiàn)在和未來主要的目標(biāo)市場，我們應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)的領(lǐng)域，同樣也在航空航天領(lǐng)域進(jìn)行，當(dāng)然我們也還在做自己的研發(fā)。其中很多的研發(fā)都是想要致力于改變我們產(chǎn)品的質(zhì)量。在航空航天領(lǐng)域，那些飛行器有一些是無人的，已經(jīng)使用了增材制造的技術(shù)。還有一些大型的飛行器也已經(jīng)開始利用起增材制造，在里約，一些其它的市場已經(jīng)投向使用。預(yù)期在未來的幾年當(dāng)中，這樣的使用情況將更加頻繁。我們有許多的客戶也已經(jīng)投入了實際的生產(chǎn)�，F(xiàn)在大部分的產(chǎn)品都還在這樣一個測試階段，我們還需要四至五年來進(jìn)行認(rèn)證才能夠投入到航空航天的應(yīng)用當(dāng)中，所以說我們起是比較早的。

其中75%的粉末是用于增材制造，同樣我們也會應(yīng)用于一些熱等靜壓以及噴涂的行業(yè)，還有相應(yīng)的行業(yè)都已經(jīng)得以應(yīng)用，并且銷售到20多個國家和領(lǐng)域。在中國的代表就是成都天齊機(jī)械生產(chǎn)公司。

我也想再介紹一下不同碳粉的種類。這樣的一些碳粉可以用于不同需求的產(chǎn)品當(dāng)中，不規(guī)則粉末是世界上最常見的一種粉末，它的應(yīng)用非常廣，它可以很簡易的方式得以制造，通過粉碎或者說研磨的方式制得，但是它金屬的純度較低，柔韌性較差，所以這樣一種特性使之不太適合增材的制造。

另外3D的制造我們應(yīng)該使用其它的粉末，比如說像是準(zhǔn)球形粉末，這是非常好的產(chǎn)品，但是可以說現(xiàn)在它的應(yīng)用是非常廣泛的。如果大家看球形粉末它就是比較少見，比較少的制造商可以實現(xiàn)起這樣的一個球形粉末的純度，可以說這樣的高純度可以通過離子霧化以及等離子旋轉(zhuǎn)電極方式制得。同樣我們也可以實現(xiàn)很好的流動性，就可以適用于增材制造的產(chǎn)業(yè)當(dāng)中。

我也想再解釋一下增材制造對于碳粉的要求。我們必須滿足這樣的一些要求，因為這是一個非常高的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。高純度是其中一個重要的要求�？梢哉f3D打印機(jī)當(dāng)中每一道的加熱工序都會增加雜質(zhì)的含量，所以說我們?yōu)榱四軌驕p少這樣的雜質(zhì)，可以回收這樣的粉末，最好能夠在整個工藝結(jié)束的時候回收才能夠維持這樣的低廢品率，所以純度的要求是有待改善的。

我也想講一講這樣一個具有高流動性的球形粉末。可以說伴生顆粒極少的高球形粒度意味著超高流動性，能夠在這樣個生產(chǎn)當(dāng)中達(dá)到最優(yōu)的送粉效果。可以說這樣也提高了警示密度，減少了缺陷。同樣可以說這是一個非�？捎眯缘姆勰�。

孔隙率也是很重要的指標(biāo)，我們應(yīng)該降低孔隙率，并且能夠確保這樣一些內(nèi)部的孔隙比較少、比較小，這樣才可以降低孔隙率高帶來的風(fēng)險。

另外一個非常重要的要求就是能夠確保每一批的粉末都是具有高度一致性的，確保其特性都是保持高度一致性。在大規(guī)模的生產(chǎn)過程當(dāng)中，我們就可以將每一個特性都以復(fù)制日復(fù)一日生產(chǎn)高度一致性的產(chǎn)品，得到同樣的用戶體驗。我認(rèn)為在產(chǎn)業(yè)當(dāng)中我們還要確保質(zhì)量一定的保證，在技術(shù)上要獲得信心。這樣是非常能夠促進(jìn)整個產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，我們?nèi)绻�有�?D發(fā)展的技術(shù)，可以說是我們大家都矚目以待的技術(shù)。在生產(chǎn)和制造過程當(dāng)中對未來的發(fā)展都至關(guān)重要。

我還要為大家簡要的介紹一個加工工藝，這就是一個特殊的加工工藝，我不會很詳細(xì)的來為大家解釋，它是具有這樣一個專利技術(shù)申請的，所以說將給大家進(jìn)行一個非常粗略的介紹。大家在這個圖的上部可以看到這樣的一個金屬絲，還有這樣一個冷卻的過程。同樣我們在所有接觸的氣體當(dāng)中進(jìn)行過濾，這樣就可以保持純度的高標(biāo)準(zhǔn)。

在這樣的一個工藝的最后，我們就會進(jìn)入到這樣的一個霧化的過程，可以說它的含氧率比較低。同樣我們還有一些增材，它量大并且價格是非常合理的，它可以提供非常精細(xì)的定制的粉末。

同樣可以說這樣等離子的霧化技術(shù)應(yīng)用非常之廣泛，它非常適合那些高熔點(diǎn)的活性金屬。其中一些常規(guī)的產(chǎn)品就寶貴了CPTI、鎳合金，還有其它一些定制的粉末，比如非常特殊的鎳合金，它的產(chǎn)品是非常多樣性的，可以說是非常耐高溫的粉末。

我再跟大家簡單介紹一下激光用機(jī)器的特點(diǎn)。關(guān)于0-15微米的規(guī)格，它們這樣的一些粉末是非常非常精細(xì)的，可以說含氧率容易較高，流動性比較差，這樣的精細(xì)度過高就會帶來流動性差的問題，我們知道流動性是非常非常重要的特性，能夠促進(jìn)我們工作的順利。

45-106的合金粉末的特性，可以說我們已經(jīng)在Arcam EBM使用了很長時間了，跟之前的一些粉末比起來，這個流動性是非常優(yōu)越的。

關(guān)于化學(xué)成分，我想給大家講一講。大家在圖表上可以看到一些具體的情況，包括了含碳量、含氧量、含氮量等等，這就使5號和23號這樣不同的粉末對于這不同成分的要求，可以說根據(jù)這不同的粉末特性可以滿足自己不同的要求，在含氧量有的是0.13，有的是比較低、比較高，所以說這個情況是不一樣的。這就經(jīng)常會通過一些方式來測量其流動性。

我們可以知道這些力度的分布不同，0-45，這樣會帶來很多問題，激光沒有辦法使用它。還有金屬的模具也是沒有辦法使用這樣一種力度的。根據(jù)這樣的一個力度分布，大小的不一樣，我們可以說它不同的指標(biāo)也是不一樣。

大家看右部角落的地方可以看到我們完全的分布，它是可以使用ABM或者是激光的機(jī)器�？梢哉f這樣的一個密度就可以達(dá)到75.8%，這是個非常優(yōu)越的數(shù)據(jù)，可以大規(guī)模的進(jìn)行應(yīng)用。

我不會再細(xì)致的進(jìn)行講解，我還會給大家講一講這樣一些符合國際標(biāo)準(zhǔn)的特性，可以說我們必須要經(jīng)過檢驗，經(jīng)過分析來完成國際的標(biāo)準(zhǔn)才能夠投入應(yīng)用。在未來這樣的一個增材制造經(jīng)常會使用一些比較容易獲取的材料，那么在未來，我們認(rèn)為將會非常光明，我們可以使用高價值的金屬來大力的進(jìn)行推廣和應(yīng)用，同樣也可以節(jié)省這個材料的用度，可以大大的節(jié)省成本。同樣可以在這樣一個增材制造方面促使我們能夠有更大的自由度來進(jìn)行設(shè)計。

我們在市場已經(jīng)見證了許多這樣的發(fā)展和進(jìn)步，很多人都想要能夠減少成本，能夠減少自己的損失，所以說我們必須把這些歸于得以3D打印機(jī)得到的益處。

正如我剛剛已經(jīng)介紹的我們現(xiàn)在已經(jīng)有很好的能力，其中50%我們的投資都是放在研發(fā)和生產(chǎn)當(dāng)中，所以說當(dāng)人們已經(jīng)開始采用這樣技術(shù)的時候，它的增長將會更加的快速。

現(xiàn)在許多的大部分客戶都是在航空航天行業(yè)，大部分的增材制造都是在初級的使用階段，可以說這樣的一些企業(yè)他們已經(jīng)正在大力的推廣和使用，主要就是在醫(yī)療和航空航天領(lǐng)域的企業(yè)，他們希望能夠盡快的見證，實時的將3D打印的技術(shù)投入到使用當(dāng)中，能夠在未來的五年當(dāng)中見證這些行業(yè)更快的發(fā)展。

還有非常重要的，作為一個新的制造技術(shù)，我們應(yīng)該確保我們要使用正確的產(chǎn)品，并且我們必須非常審慎，并且能夠?qū)κ袌龅男枨蠓浅５拿翡J，并且能夠在長期非常謹(jǐn)慎的進(jìn)行每一個工藝的操作，獲取消費(fèi)者的信賴。這也就是未來發(fā)展的一些關(guān)鍵驅(qū)動因素。可以說就包括了獲得這些適合增材制造的穩(wěn)定的金屬粉末是非常重要的，這也可以進(jìn)一步的土地增材制造設(shè)備的生產(chǎn)和改善。

同樣我們應(yīng)該進(jìn)一步改善相關(guān)增材制造設(shè)備的尺寸和相關(guān)的生產(chǎn)能力，能夠優(yōu)化這樣一些零配件，不管是在它的大小還是在一些特性方面得以優(yōu)化才能夠為市場帶來更為優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。同樣還有非常重要的，以及各個廠商非常重要都在活動的領(lǐng)域，就是要進(jìn)行監(jiān)控。我相信這樣的一些努力都會促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展。

目前對于質(zhì)量的監(jiān)控也不斷的提高，特別是在增材制造的過程當(dāng)中，有很多的軟件需要安裝，所以說必須要進(jìn)行合適的培訓(xùn)，包括自由設(shè)計和使用特種金屬合金的培訓(xùn)。

到現(xiàn)在我講述了最重要的一點(diǎn)就是對于零部件的設(shè)計人員，零部件的設(shè)計人員不能只學(xué)習(xí)之前的舊的技術(shù)，他必須要學(xué)習(xí)新的3D打印技術(shù)，開始理解這個市場，開始了解這個零部件的設(shè)計，以達(dá)到自由設(shè)計以及能夠使用各種特種的金屬合金。我們生產(chǎn)的零部件必須要有靈活性，而且必須要有很好的外觀的設(shè)計，而且能夠減少成本，這樣才會達(dá)到固定的投資收益。

另外一個因素就是到現(xiàn)在為止有各種各樣的鈦粉末，在傳統(tǒng)的行業(yè)當(dāng)中鈦粉仍然發(fā)揮著作用，一些金屬合金是不能夠?qū)崿F(xiàn)利用的，因為它不能夠被實際的制作，但是如果一旦把它弄成粉末狀，我們可以完全使用3D打印機(jī)，使它能夠可以進(jìn)行生產(chǎn)。比如說通過把它金屬化，我們就可以增加它的性能，使它可生產(chǎn)化。

最后總結(jié)這段講述粉末具備的以下特性，高純度、高球形度和低附著顆粒，良好的密度和真實密度，而且實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。作為一家公司，我們完全做好準(zhǔn)備迎接未來的發(fā)展，我們也完全符合市場的要求，特別是在生產(chǎn)方面，我們完全可以實現(xiàn)大量的供應(yīng)，特別是40到106微米的粉末，而且具備大批量生產(chǎn)微米粉末的能力。而且我們的等離子霧化系統(tǒng)幾乎可以霧化任何的合金，特別是在高溫度的情況下，我們對于一些不能夠進(jìn)行生產(chǎn)的合金也可以通過粉末化實現(xiàn)其生產(chǎn)，相信在未來五年它將會是一個非常好的材料，將會有很高的收益。

等離子霧化
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