浙江省冶金研究院總經理顧小龍：金屬粉末材料目前制約國產技術發(fā)展

5月29－31日，由亞洲制造業(yè)協(xié)會、中國3D打印技術產業(yè)聯(lián)盟、英國增材制造聯(lián)盟等單位共同主辦的2013年世界3D打印技術產業(yè)大會在北京中國大飯店隆重舉行。國內外600多位代表出席會議，就3D打印技術發(fā)展趨勢、3D打印技術產業(yè)化、3D打印技術如何與傳統(tǒng)產業(yè)結合等議題展開討論。

浙江省冶金研究院總經理顧小龍
　　以下為浙江省冶金研究院總經理顧小龍演講實錄：
　　3D打印技術分為四類，包括固化成型技術，疊層實體制造技術，熔融沉積造型技術，以及選擇性激光燒結技術。選擇性激光燒結技術是在激光照射下進行燒結，在激光燒結的過程中，為防止金屬的氧化，必須將金屬粉末密封在容器中進行。激光燒結技術的特點主要是采用多種材料，對形狀沒有要求，精度高、材料利用率高，同時我們也可以看到，激光燒結成型速度較慢，強度較低，打印機價格非常昂貴。
　　在激光燒結技術基礎上發(fā)展的激光熔化技術是一種金屬件直接成型方法，是快速成型技術的最新發(fā)展。激光熔化技術有很多優(yōu)點，它可以直接制成終端金屬產品，省掉中間過渡環(huán)節(jié)，可得到冶金結構的金屬實體，密度接近百分之百，工件也較高的拉伸強度，較低的粗糙度，較高的尺寸精度，適合各種復雜形狀的工件，尤其適合內部有復雜異型結構的模型。
　　下面介紹一下激光快速成型的金屬材料及其應用。我們激光快速成型的金屬材料比較多，主要有強度鋼，注塑模具成型，不銹鋼材料，因為具有很好的抗腐蝕和機械性能，高強度的韌性，因此現(xiàn)在制出來的有中空的手術器械、渦輪發(fā)動機，以及渦輪發(fā)動機零配件。鋁合金應用在航空航天汽車制造領域中，用于結構驗證和設計驗證，銅合金的復合材料是用風動裝備測試。另外應用的比較多的是航空航天的鈦合金。
　　金屬粉末應用的領域在航空航天、汽車、醫(yī)學、考古、通信這些領域，而且這些領域對金屬粉末提出了很高的要求，包括含氧量，流動性等等。金屬粉末的特性對材料成型有哪些影響呢？下面我跟大家簡要介紹一下這些研究成果也是史玉升先生領導的團隊做出的研究數(shù)據(jù)。
　　首先是氧含量，氧含量越低的金屬粉末，制備的工件拉伸強度非常高，密切也很高。霧化工藝，氣霧化比較適合激光熔化工藝。另外，考察了金屬粉末力度對材料成型的影響，力度越大，我們可以看到這個金屬內部組織的行為結構，它有一些大的顆粒沒有完全熔化，而且金屬內部組織缺陷較多。
　　下面分享一下我們國內3D打印金屬粉末的現(xiàn)狀，大家知道，現(xiàn)在國外廠家已經壟斷了市場，他們在銷售設備的時候，基本上就搭售了粉末產品，價格也比較貴，限制了我們國內3D產業(yè)的發(fā)展，而且說實話，3D打印對粉末材料的粒度分布、松裝密度、氧含量要求也非常高，國內3D產業(yè)需要快速發(fā)展的話，我們金屬粉末材料的國產化尤為迫切。我們公司亞通焊材系統(tǒng)掌握了多項微粉制備的尖端技術。我們公司成立于1987年，是杭鋼集團下屬的，我們公司在杭州市西湖科技園，公司設有浙江省工程實驗中心，亞通焊材擁有十幾臺套真空氣霧化、水霧化技術。這是用于制造金屬粉末的制備技術，包括水霧化、真空氣霧化、離心霧化。水霧化制備的粉體形狀不規(guī)則、粒度比較寬，流動性差，氧含量高。盡管如此，我們在水霧化方面有非常明顯的改進，氧含量只在3000ppm以下，氣霧化下于600ppm，離心霧化在120ppm。亞通焊材的金屬粉末品種比較齊全，大家可以看到我們生產有Fe基粉、Ni基粉、Sn基粉等等。
　　下面介紹一下我們公司生產的兩種特色金屬粉末，第一種是不銹鋼粉，我們通過與進口粉末進行比較，大家可以看到右上角亞通焊材的金屬粉末粒度分布比較集中。AI基金屬粉末相比于市場同類產品較低，球性度為球型，我們的AI基金屬粉末已列入了國家創(chuàng)新基金的項目。
亞通焊材積累了10余年的粉體研發(fā)、生產、售后服務經驗。擁有多項國家發(fā)明專利和專業(yè)的省級研發(fā)團隊，獨特的霧化工藝和霧化噴嘴設計，按照ISO9001—2008建立的先進質量管理體系等。實驗室投資了兩千多萬建立研發(fā)設備，包括SAP、熱分析儀、XRD分析儀、掃描電鏡、力學試驗機等等，我們的目標就是為3D打印快速成型這個行業(yè)提供高品質、穩(wěn)定性以及性價比高的技術粉末材料。來自中國3d打印產業(yè)聯(lián)盟