3D打印金屬粉末材料需求旺盛 江蘇威拉里引領行業(yè)發(fā)展

來源： 財聯(lián)社

國內3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

近幾年,，中國3D打印市場應用程度不斷深化,，在各行業(yè)廣泛應用,。2017-2022年,，中國3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模呈逐年高速增長趨勢,，數(shù)據(jù)顯示,，2022年我國3D打印產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模為325億元,，2025年將達到630億元。

下游需求高速增長,，3D打印金屬粉末材料發(fā)展前景廣闊

3D打印金屬粉末材料是推動3D打印技術發(fā)展和進步的前提,，也是3D打印應用推廣和發(fā)展的關鍵。自進入“十四五”規(guī)劃,，國家高度重視發(fā)展先進制造技術,，3D打印技術迎來發(fā)展高峰期。

根據(jù)Wohlers Report 報告顯示,，2022年3D打印主要應用于航空航天,、汽車、消費及電子產(chǎn)品,、醫(yī)療/牙科,、消費品、模具制造,、電子電器等領域,。

3D打印技術逐步完善，航空航天藍海需求可期

3D打印技術在零件一體化制造,、大型復雜結構件制造,、變批量定制結構件制造等方面具有巨大的優(yōu)勢，能解決航空航天領域中的某些零部組件在生產(chǎn)過程中所面臨的工藝復雜問題,，因此,，在航空航天領域取得了快速的發(fā)展。

3D打印獲汽車行業(yè)認可,，引領“智能制造”創(chuàng)新發(fā)展

3D打印技術不斷成熟,，給汽車制造帶來新的選擇，不同于銑削,、沖壓和鑄造等傳統(tǒng)制造工藝,，3D打印可生產(chǎn)高難度造型的產(chǎn)品,，使用3D打印技術制造零件，已成為新趨勢,。3Dpbm發(fā)布的汽車行業(yè)3D打印白皮書,，預計2026年3D打印用于汽車零部件生產(chǎn)的收入為129.74億美元，2030年達203.5億美元,。

醫(yī)療領域加速3D打印技術落地應用

隨著3D打印技術的逐步成熟,，金屬粉末在醫(yī)療領域的市場規(guī)模也在逐步擴大。3D打印最早被用于制作醫(yī)療模型和定制康復醫(yī)療器械等方面,，現(xiàn)階段也被用于牙科,、骨科、手術導板,、植入物,、精準用藥、藥物篩選和藥物劑型設計,。預計未來3D打印技術在醫(yī)療領域的滲透率將不斷增加,，逐漸覆蓋多個細分醫(yī)療領域。

高品質3D打印金屬粉體材料的市場需求呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢

當前,，中國正處于經(jīng)濟結構轉型升級的關鍵時期,，新技術、新產(chǎn)業(yè),、新模式的涌現(xiàn)驅動制造業(yè)持續(xù)發(fā)展,。近年來3D打印在航空航天、汽車制造,，生物醫(yī)療及其他領域逐步成為復雜結構件研制與生產(chǎn)的核心技術,。

但是，目前可應用于上述領域的3D打印金屬粉體材料的種類和數(shù)量依然不足,，產(chǎn)品品質和成本難以滿足日益發(fā)展的制造需求,。因此，亟需研制及生產(chǎn)高品質3D打印金屬粉體材料,。

供應商生產(chǎn)能力不斷提高,，3D打印金屬粉末的出貨量大幅度增長

近年來，3D打印金屬粉末材料供應商的生產(chǎn)能力不斷提高,，市場上各種合金粉末的出貨量實現(xiàn)大幅度增長,，對材料價值鏈產(chǎn)生了積極影響,，促進規(guī)模經(jīng)濟效應提升,，成本降低，產(chǎn)品質量不斷改進,。

國際市場中,，3D打印金屬粉末材料供應商以歐美廠商為主，如德國EOS、德國 TLSTechNIk,、AP&C,、Arcam、瑞典 solvay等,。國內市場中,，威拉里處于行業(yè)頭部地位，2022年,，威拉里金屬粉末產(chǎn)品營收突破億元大關,，在高速發(fā)展中邁上更高臺階。

國內3D打印金屬粉末企業(yè),，業(yè)務規(guī)模高速增長

江蘇威拉里新材料科技有限公司成立于2015年,，是由徐州礦務集團有限公司投資組建的國家高新技術企業(yè)，先后榮獲“國家科改示范企業(yè)”,、國家專精特新“小巨人”,、“國家知識產(chǎn)權優(yōu)勢企業(yè)”等多項榮譽，并被中國航空工業(yè)國際論壇組委會評為“航空航天最佳3D打印金屬材料供應商”,。

威拉里現(xiàn)配有15條生產(chǎn)線,，包括VIGA生產(chǎn)線10條，EIGA生產(chǎn)線5條,，3D打印金屬粉末產(chǎn)品年產(chǎn)能超1000噸,，目前公司正規(guī)劃二期廠房，占地面積6萬平方米,，配備40余條生產(chǎn)線,，投產(chǎn)后預計年產(chǎn)能將達到4000噸。

威拉里近三年營業(yè)收入保持99.33%的平均增長率,，3D打印金屬粉末市場占有率居行業(yè)頭部,。在模具鋼粉末、高溫合金粉末領域細分領域中優(yōu)勢明顯,，模具鋼粉末,、高溫合金粉末市場占有率分別達到70%、37%,，均在國內細分市場中排名第一,。

以材料為核心，持續(xù)投入科技研發(fā)

威拉里以技術創(chuàng)新為抓手,，精研增材制造用金屬粉末材料,。與上海交通大學、哈爾濱工業(yè)大學,、西北工業(yè)大學等知名高校建立長期戰(zhàn)略合作關系,。公司已經(jīng)建成國內規(guī)模較大的金屬粉末材料生產(chǎn)線,，現(xiàn)擁有超過37000爐次的技術數(shù)據(jù)積累和完整的自主知識產(chǎn)權，建立了全系列合金粉末生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)庫,。

累計授權專利96項,，其中發(fā)明專利17項。累計參與國家標準14項,，修訂4項行業(yè)標準,，作為第一起草單位起草國家標準1項，已經(jīng)發(fā)布的國家標準11項,。經(jīng)過多年在技術和研發(fā)上的不斷積累和突破,，威拉里已成為全國3D打印金屬材料行業(yè)的領軍企業(yè)。

成立威航研究院,，加速推進科研進步

威拉里在2021年10月出資成立威航金屬粉末材料研究院,，以“研究創(chuàng)造價值”為宗旨，立足于服務國家重大戰(zhàn)略和經(jīng)濟建設對新材料的重大需求,，突破了粉末級配生命管理技術,、高溫持久時間突破50小時的高性能高溫合金成分設計及高松裝密度、高流動性粉末多級復合式制備關鍵技術,。從材料設計-粉末制備-激光3D打印工藝等方面開展基礎理論和可靠性研究,，科研成果進一步完成系統(tǒng)化和工程化的研究開發(fā)。

以技術優(yōu)勢引領行業(yè)進步,，打造優(yōu)質產(chǎn)品

威拉里掌握世界先進的真空感應熔煉氣霧化,、無坩堝感應熔煉氣霧化粉體制備技術，產(chǎn)品涵蓋高溫合金,、模具鋼,、高熵合金、鋁合金,、鈦合金,、銅合金、鈷鉻合金等多種高端金屬粉體,。七年時間,，威拉里突破國外技術壁壘，技術水平達到國內較高水平,，解決多項卡脖子難題,，真正實現(xiàn)了核心技術的“國之擔當”。

高溫合金粉末：

高溫合金材料是制造航空航天發(fā)動機的主要材料,。其中高溫合金GH5188和GH3230中需要補加鑭元素,，由于鑭元素的熔點僅有920，容易燒損且難以控制,，為此自主開發(fā)具有知識產(chǎn)權的鑭元素控制系統(tǒng),，確保批次間的鑭元素穩(wěn)定一致,，成功替代進口粉末,。此外威拉里還參與了多款型號件的預研和批產(chǎn)工作,，堅持自主研發(fā)，持續(xù)供應GH4169,、GH3625,、GH3536、GH4099等高溫合金粉末,，滿足了國內航空航天領域對高性能高溫合金粉末材料的需求,。

模具鋼粉末：

模具鋼3D打印對粉末品質要求較高，威拉里通過對霧化機理的研究,，改進現(xiàn)有霧化器的結構,，提高霧化效率，使模具鋼粉末衛(wèi)星球數(shù)量減少,，流動性,、松裝密度提高。目前威拉里自主開展的“模具鋼粉末3D打印工藝優(yōu)化及產(chǎn)業(yè)化應用研究”項目已取得江蘇省科技查新咨詢中心(國際一級科技查新咨詢單位)的查新報告,。其中18Ni300粉末在高性能,、高效率等多項指標上比肩進口粉末，遠超國內同類產(chǎn)品,，獨有的批次穩(wěn)定性控制方法,，保證打印性能的穩(wěn)定性，是國內極少數(shù)通過工業(yè)化應用驗證的模具鋼粉末,。

高熵合金粉末：

近年來隨著3D打印技術的發(fā)展,，核電、電熱,、儲氫材料等對高熵合金粉末的需求逐步增多,。針對含錳高熵合金，由于錳元素的揮發(fā),、燒損導致發(fā)煙嚴重,，難以觀察爐內生產(chǎn)狀況的難題，導致成分不符合配比要求,，造成成分偏差的問題,，威拉里解決了生產(chǎn)過程中Mn元素大量損耗的問題，保證產(chǎn)品質量可靠穩(wěn)定,。

威拉里基于自立項目自主開展的“含錳高熵合金產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)工藝研究”生產(chǎn)制造的 FeCoNiCrMn高墑合金粉末,，屬于國內較早成功量產(chǎn)的企業(yè)，研究成果達到國內先進水平,。歷經(jīng)七年,，威拉里成為全國極少數(shù)擁有多體系高熵合金生產(chǎn)技術的企業(yè),。

鋁合金粉末：

威拉里與上海交通大學合作研發(fā)出新型納米陶瓷強化鋁合金粉末，經(jīng)3D打印(SLM)技術加工成工件后,，抗拉強度達到530MPa,，延伸率達到15.5%，顯微硬度達到193HV,，性能遠高于鍛態(tài)鋁合金材料(抗拉強度360MPa),，成功應用在國產(chǎn)大飛機上。

威拉里通過研究霧化機理,，改進現(xiàn)有霧化器的結構,，同時調整篩分工藝，得到的粉末流動性好,、純凈度高,，突破性解決國內鋁合金粉末流動性難題，性能指標處于國際前列,，打破了國外的技術封鎖,，解決了粉末在選區(qū)熔化工藝應用的鋪粉難題。

總結

威拉里立足新發(fā)展階段,，面向國家重大需求,，勇?lián)鷷r代使命，大力實施“科技+資本”雙驅動,，聚焦攻關關鍵領域“卡脖子”材料核心技術,，不斷提升自主創(chuàng)新能力，奮力打造國有科技型企業(yè)改革樣板和自主創(chuàng)新尖兵,。