【第三屆世界3D打印大會(huì)】專題討論：金屬3D打印的應(yīng)用與材料前景

2015年6月3日至6月6日，第三屆世界3D打印大會(huì)在成都隆重舉行。南極熊3D打印網(wǎng)作為3D打印專業(yè)的互動(dòng)媒體平臺(tái),，到現(xiàn)場(chǎng)為大家從南極熊的視覺來觀看了解這次3D打印領(lǐng)域的重大會(huì)展會(huì)議。下面請(qǐng)看南極熊·第三屆世界3D打印大會(huì)系列—— 世界3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)大會(huì)的那人那事，專題討論：金屬3D打印的應(yīng)用與材料前景,。


主持人：各位好，請(qǐng)各位嘉賓就座,，我們馬上準(zhǔn)備進(jìn)行金屬3D打印材料的應(yīng)用與前景專題的對(duì)話,，我們邀請(qǐng)了一些重要的嘉賓對(duì)話,。AP&C粉末公司總裁馬內(nèi)特，AP&A公司瑞典生產(chǎn)中心的總經(jīng)理Lars Taflin,，陜西宇光飛利金屬材料公司總經(jīng)理蔡小魁,，加拿大泰克納等離子體系統(tǒng)公司亞洲區(qū)經(jīng)理賈鹿，現(xiàn)代化南洋理工大學(xué)的張丹清小姐,，還有顏永年教授,。

首先有請(qǐng)AP&C粉末公司總裁馬內(nèi)特來為我們演講。

馬內(nèi)特：我是來自于AP&C粉末公司總裁,，我們公司在加拿大,。我主要談一下我們的錫鈦粉，以及其他的鈦粉制備技術(shù),。我們?cè)?4年開始就制造了鈦粉,，每年會(huì)制造150噸，我們的銷售區(qū)域達(dá)到了20多個(gè)國(guó)家,，其中在增材制造的領(lǐng)域占75%,，我們?cè)诩幽么竺商乩麪柕墓�廠有三千平方米，還有專利,、等離子工藝等,。我們同樣的也獲得了認(rèn)證，也就是IS91000的認(rèn)證,。

我們的產(chǎn)品以及我們的工藝包括了PA等離子物化工藝,，以及高球形、高流動(dòng)性,，為細(xì)粉空新球極低且一致的工業(yè),，以及細(xì)分收率高的優(yōu)點(diǎn)。同樣的我們還有良好的封裝密度,、高流動(dòng)性,、細(xì)粉、空心球極低,，整個(gè)工藝是非常穩(wěn)定的,，并且有一些常態(tài)的自動(dòng)化的設(shè)備進(jìn)行控制，還有細(xì)粉的收率也非常的高,。我們的整個(gè)工藝適應(yīng)性是非常好的,，有良好的適用于活性和高熔點(diǎn)的金屬，在標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品當(dāng)中,，它是TC4五級(jí)或者是三級(jí),，CP—TI純鈦,，還有一些定制的合金,，我們相信它也可以在很多的行業(yè)當(dāng)中和工藝應(yīng)用當(dāng)中得到使用。

我們的粉,，它的流通性非常好，粉末也非常的細(xì),，以及它的高球形,，還具有星球少、良好的密度等特點(diǎn),，都是顯而易見的,。在整個(gè)產(chǎn)品的流程中，它的整個(gè)密度通透性都非常好,，它的化學(xué)穩(wěn)定性更好,，并且它的活動(dòng)性對(duì)整個(gè)產(chǎn)品最終的效率會(huì)有非常重要的作用。它在典型的等離子物化粉末狀和其他的情況下會(huì)有不同的變化,。

我來講一下一個(gè)案例的研究,，在空氣球球體夾帶的情況下可引起關(guān)鍵精加工不見蠕變和疲勞的問題，用這個(gè)技術(shù)來測(cè)量我們空氣空心球氣體夾帶,，如何來做?首先把我們的粉末通過熱等靜壓制成棒,，我們?cè)诿绹?guó)也有這樣的一些做法，還有其他的一些大多數(shù)增材部件是熱等增壓,，這樣可以看到整個(gè)的變化,，就像你們知道氣體和熱能使他們進(jìn)行熔化，它對(duì)于整個(gè)最終的成型都是非常重要的,，這結(jié)果是非常好的,。我們?yōu)榱诉M(jìn)行對(duì)比，也把這個(gè)結(jié)果得到了一個(gè)發(fā)布,，它的電級(jí)感應(yīng)熔煉氣霧化,，等離子感應(yīng)熔煉氣霧化，還有容量上也會(huì)有不同;另外它的等離子反映容量也有不同的強(qiáng)度,，他們會(huì)用在不同的航空領(lǐng)域,，

另外我們還有等離子霧化PA優(yōu)于點(diǎn)擊感應(yīng)熔煉氣霧化的技術(shù)，只需要三個(gè)反應(yīng)器就可以完成這個(gè)工作,，并且只要兩個(gè)操作人員就可以完成，我們的等離子物化PA與旋轉(zhuǎn)電機(jī)PREP對(duì)比,，PREP生產(chǎn)更高,。另一個(gè)工藝也是等離子霧化PA與等離子球化PS的比較，它的PS的生產(chǎn)率低,，并且不規(guī)格粉末表面極大,，因此樣含量高，而PS無法達(dá)到23級(jí)的氧含量限制，它符合國(guó)際的標(biāo)準(zhǔn),。同樣我們還有一些大型的氣霧化,，等離子霧化PA，它的風(fēng)險(xiǎn)更大,，它的噴嘴,，它的球形密度更低，我們看到有很多的例子,，它有很多伴生顆粒,，在很多情況下物體根本無法流動(dòng)，它的利用方面收率太低,，回收也是一個(gè)問題,，回收的步驟繁雜，特別是在控制污染時(shí),，造成可追溯性方面的一些問題,。

我們可能有最好的品質(zhì)，最高品質(zhì)的增材制造鈦細(xì)粉,，我們?yōu)槊恳粋�(gè)特定的增材制造設(shè)備量身定制細(xì)粉,，且已經(jīng)和主要的幾個(gè)航空公司和機(jī)構(gòu)合作。

主持人：AP&A公司是3D打印材料粉末材料提供商之一,，我們感謝他們到中國(guó)發(fā)展,。謝謝!下一位是Lars Taflin…

Lars Taflin：我是AP&A公司瑞典生產(chǎn)中心的總經(jīng)理�,？ㄅ硖厝鸬浞勰┕�司是在紐約證券交易市場(chǎng)上市的公司,，每年的營(yíng)收超過20億美元。瑞典粉末市場(chǎng)公司是卡彭特下屬的公司,，生產(chǎn)很多氣體,、粉末以及霧化的產(chǎn)品，包括很多的關(guān)節(jié),，如髖關(guān)節(jié),、膝關(guān)節(jié)，并且生產(chǎn)一些航空產(chǎn)品的材料,，還有在汽車領(lǐng)域的一些應(yīng)用,，像能源、工業(yè),、航空,、醫(yī)學(xué)、消費(fèi)者產(chǎn)品方面都有應(yīng)用,，所以我們的產(chǎn)品不僅僅是應(yīng)用于制造和生產(chǎn)領(lǐng)域,，也會(huì)用到牙齒,、關(guān)節(jié)，及其他的消費(fèi)品的產(chǎn)品當(dāng)中,。

今天我將跟大家介紹的是增材制造生產(chǎn),，以及我們相關(guān)的一些技術(shù)，可以讓大家看一下其中現(xiàn)在的一些技術(shù),，包括我們的激光,、直接的金屬激光燒結(jié)，這兩項(xiàng)技術(shù)也是為我們制造當(dāng)中的新技術(shù),，也為我們搭建平臺(tái),。我們把激光燒結(jié)分成溶絲技術(shù)，比如一個(gè)自由基的溶絲,，通過這樣的技術(shù)可以建立不同的腔室,，在內(nèi)腔室建立不同的層級(jí)，可以給大家舉一些例子,，我們通過這樣不同的產(chǎn)品,，可以是在腔室和旋轉(zhuǎn)機(jī)的螺旋獎(jiǎng)，還有包括這個(gè)2.5的環(huán),、支架,、分散器，通過三種不同的形式我們的產(chǎn)品在不的發(fā)展,。我們看一下在增材使用的一些核心,，我們包括基底是718、625,、HX,、247的一些基本合金，還包括一些鐵的基底,，同時(shí)還有鋼絲的鐵機(jī),、F75型的CO、6A4V這個(gè)型號(hào)炭機(jī)和鈦,，我想在這兒強(qiáng)調(diào)的是,，這些金屬合金，尤其是化學(xué)方面,，都是基于鍛造的一些需求,，他們需要進(jìn)行全程性的制造，所以我們從鍛造,、旋轉(zhuǎn)方面都非常的精細(xì)化,，我們已經(jīng)看到許多未來的材料，對(duì)于增材制造方面有很多的作用,，下面來談一些基本的需求，尤其是金屬粉末。

首先最重要的就是化學(xué),，還有就是離子類型的分布,，DMLS，需要10—41u,，EBM是44—106u,，對(duì)于MLM的型號(hào)更大，需要44—150u,，還有一些其他的需求,，比如說我們需要保證它的流動(dòng)性、形態(tài),、清澈度,，但是我想要強(qiáng)調(diào)一下，作為粉末制造公司,，我們先來談一談化學(xué),，我有一些例子，就是625材料,，根據(jù)AMS5666的標(biāo)準(zhǔn),，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是建立于合金，我們看到的這些合金的標(biāo)準(zhǔn),，有著最小和最大值,，因此如果看20%到23%，最高值和最低值有很大的區(qū)別,，因此就有一個(gè)非常廣泛的標(biāo)準(zhǔn),，我們談到一些其他的元素，比如說鋁,、鐵,、鈣等，不同的金屬合金在應(yīng)用當(dāng)中會(huì)有不同的表現(xiàn),。所有的離子當(dāng)中,，還有一些氣體，比如說氧氣和氮?dú)�,，我們看到過這些氣體具體的應(yīng)用情況,，但是在一定的標(biāo)準(zhǔn)下，在增材制造方面他們似乎缺失了,。我想談一談氣體方面的一些細(xì)節(jié),，首先95%是有著氮?dú)猓�你可以看到不同的顏色代表著不同的�?shù)值,，我們可以看到氧氣和氮?dú)獾膮^(qū)別,，你可以看到有一個(gè)變化值,，最低值其實(shí)含量還很大，比如說這個(gè)離子的類型小于44u的,，他們的氧氣含量比較高,，因此你可以看到，具體來說小于44u的這個(gè)類型,，就可以看到,，但是小于250u的，它的氧氣含量是最低的,。我們看到還有一些基本的需求,，舉個(gè)例子：如果你買的是-44u的粉末，我們的規(guī)格有100種,，我們從0.1可以上升到63的最高值,，比如說+44u，我們可以得到一些0,、1,、2、3這樣的規(guī)格,，這樣的允許值和最大值,，因此這就讓我們的制造業(yè)很難進(jìn)行有效的制造，并且進(jìn)行全球的推廣,，我們需要針對(duì)不同的情況進(jìn)行不同的調(diào)整,，因?yàn)橛胁煌�的大小和類別。

在總體的標(biāo)準(zhǔn)中,，需要建立一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),。作為一個(gè)粉末制造商，如果我們要傳輸制造用的粉末,，比如說合金,，或者是非金屬制的粉末，針對(duì)非金屬的污染,，我們都需要提供這樣的服務(wù),。我們?cè)谥谱鞣勰╊I(lǐng)域非常在行，尤其是清潔污染方面,，因此我們把它作為日常的工作,，我們想要給予粉末使用者，告訴你們可以在什么時(shí)候去使用哪一種粉末來避免污染,，并且針對(duì)某種污染情況,，可以改變機(jī)器的處理程度，以及它的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),，或者還有其他的體制可以運(yùn)行,，比如說你的打印機(jī),，你的打印機(jī)供應(yīng)商。我們說到了體制系統(tǒng),，可以運(yùn)用不同的粉末,，從空氣傳播方面來說這個(gè)灰塵是一個(gè)空氣傳播的污染物,，在這個(gè)領(lǐng)域需要考慮針對(duì)污染的粉末,。

談到PSD改變以及點(diǎn)化離子，我們通過3D打印機(jī),，可以打印出800pm的物體,，具體來說這個(gè)粉末我們需要考慮整個(gè)使用粉末的環(huán)境，剛剛也談到了潛在性的微結(jié)構(gòu)缺陷,，如果這個(gè)缺陷發(fā)生了,，我們可以將表面部分進(jìn)行修復(fù)，我相信使用粉末加工對(duì)于未來來說是一種概念,。我們能夠看到在增材制造方面會(huì)有這樣大量的粉末加工,，對(duì)于鍛造或是工藝所需要的合金設(shè)計(jì)，可針對(duì)一些化學(xué)目標(biāo)進(jìn)行調(diào)整,，以提高機(jī)械功能,。我們需要在粉末加工過程需要評(píng)估價(jià)格的優(yōu)惠性和成本，再具體到氧氣的需求,，在使用粉末的時(shí)候,，盡管它有提供一定的經(jīng)濟(jì)效益，但是它還是需要嚴(yán)格的研究,，以及它的氧化性和這個(gè)過程中所產(chǎn)生的污染,。這就是我所要談的主要的內(nèi)容。非常感謝!

主持人：非常感謝taflin先生的報(bào)告,。下面請(qǐng)蔡小魁,，陜西宇光飛利金屬材料公司總經(jīng)理。

無論從市場(chǎng)規(guī)模還是技術(shù)發(fā)展程度,，都像是看到了苗頭,，但是我也想給大家傳遞一個(gè)信息，我們能看到的往往是冰山一角,，就像是在國(guó)外有無數(shù)的應(yīng)用,，他們?cè)谀軌蛐麄鞯念I(lǐng)域里內(nèi)涵重大，有一些也是不能說的,，比如像美國(guó)的F117戰(zhàn)斗機(jī),，某一些部位用了這些東西不能說，國(guó)內(nèi)3D打印業(yè)內(nèi)的企業(yè)也是,，我們看不到一些真正用起來,，用在哪些方面的細(xì)節(jié),，這往往也有一個(gè)現(xiàn)象，就是我們自己用在上面的關(guān)鍵的東西,，可能不能說,。

陜西宇光這個(gè)企業(yè)是2000年投產(chǎn)的，做球形技術(shù)粉末有15年歷史,，它的產(chǎn)品從面向鍍膜,、燒結(jié)到最后進(jìn)入了3D打印的主市場(chǎng)，從投產(chǎn)到現(xiàn)在走過了漫長(zhǎng)的發(fā)展歷程,。從3D打印中的傳統(tǒng)工業(yè)來看,，我個(gè)人認(rèn)為它不是對(duì)傳統(tǒng)市場(chǎng)的替代，也不是對(duì)于傳統(tǒng)市場(chǎng)的一種頂尖程度的尖端制造的必要條件,，但它可以是充分條件,。這個(gè)工藝現(xiàn)在面臨的是一個(gè)高成本，低效率的情況,，但是真正用于航空航天工業(yè)生產(chǎn)的時(shí)候,，它能體現(xiàn)的更多的是一種創(chuàng)新，比如說我們每一個(gè)制造業(yè)角色的工作人員要做一個(gè)汽車,，他知道如果在某一個(gè)方面有一個(gè)關(guān)鍵件能在高性能指標(biāo)上有所改變,，那么它就可以在這方面有所突破，有所創(chuàng)新,。在制造業(yè)來講,，特別是機(jī)械制造業(yè)，我個(gè)人認(rèn)為更多的是材料為王,，一個(gè)企業(yè)的主產(chǎn)品,，主要工藝性能指標(biāo)往往就體現(xiàn)在關(guān)鍵材料上，關(guān)鍵材料與之對(duì)應(yīng)的指標(biāo),，包括加速度,、主要的耐高溫指標(biāo)、壽命指標(biāo),，甚至有時(shí)候更多的是像航空發(fā)動(dòng)機(jī)的補(bǔ)充,，真空推進(jìn)能力，這些指標(biāo)都受制于材料,。

我們?cè)谥袊?guó)這樣工業(yè)技術(shù)不是特別豐富的環(huán)境下,，有3D打印做支撐，對(duì)軍工企業(yè),、航天企業(yè)應(yīng)該是雪中送炭,。有一種觀點(diǎn)講3D打印對(duì)于傳統(tǒng)制造業(yè)是錦上添花，當(dāng)傳統(tǒng)制造業(yè)水平不太高、效率比較低的時(shí)候,，拿3D打印是一種應(yīng)急,、代替，我個(gè)人認(rèn)為不是這樣的,，在各種工藝的對(duì)比上,，具有生產(chǎn)能力的工藝，最成熟的是渲染電機(jī),，在此基礎(chǔ)上我們開發(fā)的對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品,，在這里也可以傳遞一些消息，像剛才AP&C公司說的一樣,，他們有一種感覺,，旋轉(zhuǎn)電極制造產(chǎn)品的力度，好像是到了75微米左右就做不下去了,，傳遞不下去了，今天給大家傳遞一個(gè)消息,，特別是航空業(yè),、軍工業(yè)、船舶業(yè)消息,，這個(gè)消息可以傳遞給我們的設(shè)計(jì)部門,，他們對(duì)這個(gè)指標(biāo)有一個(gè)自己的評(píng)價(jià)，像剛才有的公司的觀點(diǎn),，我也說一下,，球形金屬粉末作為傳統(tǒng)市場(chǎng)的替代，前途不一定是很大,，但是它是最有生命力的,，他能帶來創(chuàng)新的機(jī)會(huì)，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上以及產(chǎn)品的構(gòu)型上,，對(duì)于設(shè)計(jì)員來講就是一個(gè)展開心目中理想之花的工具,，就像是搞創(chuàng)造的人、做衣服的人,，去設(shè)計(jì)新的款式,，得到最理想的造型，包括像剛剛的圖片中有一個(gè)收納板開成的一個(gè)花朵,，這個(gè)造型,，如果是用傳統(tǒng)工藝是做不出來的，他給傳統(tǒng)工藝的沖擊更多的是帶來的新工藝,、新方法,、新思路的思維和展現(xiàn)，這個(gè)展現(xiàn)可能是最難得的,。

對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì),，航天產(chǎn)品,，軍工產(chǎn)品，特別是船舶產(chǎn)品行業(yè)來講,，3D打印跟它的關(guān)系是如何?如何來定位呢?我通常的概念是說它是傳統(tǒng)工業(yè)工藝方式設(shè)計(jì)理念的一種創(chuàng)新,，對(duì)于設(shè)計(jì)部門是一種盛開心目中的理想之花的鑰匙，借助它能完成思路構(gòu)想,。在傳統(tǒng)工藝和新的3D打印高效率的支持下,，比如說每小時(shí)0.5公斤的制造能力，這個(gè)效率已經(jīng)是傳統(tǒng)工業(yè)可以接受的工作效率了,，不但是設(shè)計(jì)員心目中理想之花綻放的工具,，更是自己企業(yè)提高生產(chǎn)效率，小批量生產(chǎn),，至少是單件少于兩百個(gè)的時(shí)候,，一定是一個(gè)有效的替代工具和最有發(fā)展?jié)摿Φ囊环N手段。

我們?cè)诮饘?D打印對(duì)軍工企業(yè)的發(fā)展來講,，在老的傳統(tǒng)觀念中有一種感覺,，質(zhì)量檢驗(yàn)的過程漫長(zhǎng)，產(chǎn)品驗(yàn)證的過程可能是幾個(gè)月,，我個(gè)人感覺這個(gè)問題不大,，無論是國(guó)外產(chǎn)品還是國(guó)內(nèi)產(chǎn)品，真正走入軍工的時(shí)候都要走這一步,，甚至在美國(guó),、歐洲、日本,，真正的產(chǎn)品進(jìn)入到軍工,、醫(yī)學(xué)行業(yè)，他的驗(yàn)證的過程和時(shí)間都是漫長(zhǎng)的,，如果是醫(yī)學(xué)的產(chǎn)品,，真正的走完一個(gè)驗(yàn)證的全過程，可能是十年,，前三年可能做產(chǎn)品試驗(yàn),，五年做壽命試驗(yàn)，十年壽命試驗(yàn),，最后人體的植入十年考核過關(guān)了,，才能正式推出市場(chǎng)，在這點(diǎn)我們3D打印企業(yè)也得能耐得住性子,，用自己產(chǎn)品的穩(wěn)定性和高質(zhì)量的可靠性去贏得軍工用戶,，因?yàn)槲冶救艘彩菍?duì)軍工企業(yè)的采購(gòu)方式做了一些思考，今天也拿出來給大家分享。所有的軍工企業(yè),，對(duì)于咱們3D打印產(chǎn)品的應(yīng)用來講都有一個(gè)產(chǎn)品的先試驗(yàn),，然后性能驗(yàn)證，再產(chǎn)品壽命驗(yàn)證的過程,。假設(shè)一個(gè)企業(yè)正常用我們的3D打印產(chǎn)品,，到最后產(chǎn)品批量化生產(chǎn)，應(yīng)該是6個(gè)月,，完整的驗(yàn)證周期,，要想構(gòu)成產(chǎn)品，70%以上的占有率的話,，可能是一年到兩年,，這應(yīng)該是按職能構(gòu)造的周期。

我們對(duì)在3D打印市場(chǎng)構(gòu)成上,，特別是成本對(duì)市場(chǎng)的效率影響有一些感想,，3D打印市場(chǎng)我們現(xiàn)在感覺到價(jià)格比較高，特別是進(jìn)口產(chǎn)品,，大家感覺到好幾千塊錢,，真的是有點(diǎn)感覺成本像天文數(shù)字了，如果在中國(guó)的市場(chǎng)應(yīng)用分兩個(gè)區(qū)域,，一個(gè)是直接制造成形，直接用,，大概的進(jìn)口產(chǎn)品價(jià)格可能是幾千塊,，這個(gè)產(chǎn)品的市場(chǎng)對(duì)象就應(yīng)該是設(shè)計(jì)員手中的玩具，他是展開自己的設(shè)計(jì)思路,、塑形結(jié)構(gòu),、傳統(tǒng)意義上的一朵花，可以制造出來,，這是一個(gè)方向,，它是解決有沒有的問題。再往市場(chǎng)走的過程中,，就像逐漸走向追求效率可以接受的尺度,。國(guó)內(nèi)的軍工企業(yè)可以接受的數(shù)字大概是每小時(shí)0.5公斤，還要保證性能,，產(chǎn)品的器械加工的余量不超過8%,，這個(gè)值應(yīng)該也是我們所有的3D打印行業(yè)的人應(yīng)該關(guān)注的一個(gè)指標(biāo)，這個(gè)指標(biāo)就代表著他可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)工業(yè)的發(fā)展,，它的價(jià)格,、進(jìn)口的多少我不太清楚，我也不太好說，但是國(guó)產(chǎn)的價(jià)格我可以告訴大家,，無論是高溫合金還是鈦合金,，價(jià)格不超過五百，如果是國(guó)內(nèi)的,，國(guó)產(chǎn)的可能不會(huì)超過兩千塊錢,。

在這里我給3D打印企業(yè)提一個(gè)意見，特別是應(yīng)用企業(yè),、用戶,、設(shè)備制造商、行業(yè)構(gòu)成產(chǎn)品的各個(gè)環(huán)節(jié),，你們看到國(guó)外產(chǎn)品能出高價(jià),，幾千塊錢，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品賣兩千塊錢性能一模一樣,，非得砍價(jià)砍到一千塊錢,，而且過一年才付錢，其實(shí)對(duì)國(guó)內(nèi)的粉末制造企業(yè)來說有點(diǎn)不公平,，在這里我給大家做一個(gè)個(gè)人的承諾,，國(guó)外有的國(guó)內(nèi)也能有，國(guó)外的全,，國(guó)內(nèi)的不全可能是真的,，因?yàn)閲?guó)外面臨的市場(chǎng)是全世界的，國(guó)內(nèi)面臨的市場(chǎng)是局部的,、小批量的,、偶發(fā)式的，從這個(gè)角度來說國(guó)內(nèi)的企業(yè)還需要航天用戶,，航空用戶,，軍工用戶來支持，國(guó)外的你買多少錢,，你花多少錢買國(guó)內(nèi)的是不是也比照?qǐng)?zhí)行,，當(dāng)然這已經(jīng)不是我們學(xué)術(shù)討論的氛圍，但這是一個(gè)思想觀念的變革,，我們?cè)?D打印這個(gè)行業(yè),，能健康生長(zhǎng)，生存下去,，我們不要拿國(guó)外的產(chǎn)品質(zhì)量做尺子,，拿國(guó)內(nèi)的價(jià)格要求來要求國(guó)外，這個(gè)過程我們挺困惑的,，希望更多的時(shí)候有機(jī)會(huì)受相關(guān)部門的支持,，希望能得到方方面面的支持,，希望幫國(guó)內(nèi)的粉末制造企業(yè)一把。剛剛我也想到了,，國(guó)內(nèi)的3D打印企業(yè)沒有條件說大家支持國(guó)貨就都買我的,，我不這樣認(rèn)為，同等質(zhì)量,，同等價(jià)格我們希望支持國(guó)產(chǎn)的,，有必要的時(shí)候應(yīng)該在思想觀念上做一些調(diào)整。

主持人：謝謝蔡總,！下面有請(qǐng)加拿大泰克納等離子體系統(tǒng)公司亞洲區(qū)經(jīng)理賈鹿做報(bào)告,。

增材制造又稱3D打印，是一種以數(shù)字,、模型文件為技術(shù)的直接制造技術(shù),，幾乎可以制造任意形狀的三維實(shí)體，3D打印的材料主要是金屬粉末,、塑料,、黏合材料等，打印后還需要一個(gè)燒結(jié)的步驟,，才能得到一個(gè)最終的部件,。

為什么現(xiàn)在增材制造這么火?主要有幾個(gè)原因：第一、增材制造的制作費(fèi)用比較低廉,，而且可對(duì)于復(fù)雜部件有很簡(jiǎn)單,、快速、創(chuàng)新的制造,，因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在不需要用很多的設(shè)備和復(fù)雜的設(shè)計(jì),，增材制造這種方式可以讓我們很快的從一個(gè)設(shè)計(jì)的理念到設(shè)計(jì)產(chǎn)品。第二,、和常規(guī)的制造方式相比耗材低，這種制造方式是用粉末做原料,，可以大大降低耗材,。

目前的技術(shù)主要是激光燒結(jié)和電子束燒結(jié)，還有噴墨打印,。我們公司主要是生產(chǎn)金屬粉末的,，所以主要注重于前面兩種。增材對(duì)于粉末有比較高的要求,，主要要求是要具有一個(gè)流動(dòng)性高和堆積密度高的特點(diǎn),，流動(dòng)性高可以保證打印粉末均勻順利的輸送到打印熔池，同時(shí)也保證粉末的重復(fù)使用;堆積特性高可以保證得到組織致密和低缺陷率或僥幸成型率,。海綿鈦粉末,，可以同時(shí)滿足流動(dòng)性高和堆積密度高的要求,，粉末很干凈，沒有小粉附著在球形粉末的表面上,，從而影響粉末的流動(dòng)性和堆積密度及粉末燒結(jié),。材料的種類主要是一些鈦，目前比較多的是鈦,、鈦合金粉,、鎳合金、鈷鉻合金,、鎂鋁硅合金等,。

我們公司的設(shè)備80%以上都是我們自己在工廠加工的。我們有一臺(tái)40千瓦的設(shè)備,，主要可以用來做三個(gè)應(yīng)用：納米粉末,、球形粉末、做噴涂,。泰克納公司座落在魁北克省蒙特利爾附近,，大概離蒙特利爾40公里，這個(gè)公司是從大學(xué)里面分出來的,，最早是從一個(gè)體炬(音)開始的,，體炬是我們核心的技術(shù)，我們每一套設(shè)備都是根據(jù)客戶的需求來定做定制的,，所以在開始的時(shí)候我們也有很多方案的設(shè)計(jì),、設(shè)備的設(shè)計(jì)等。我們還有一臺(tái)200千瓦工業(yè)化生產(chǎn)的設(shè)備,，我們目前生產(chǎn)的粉末都是用這種設(shè)備來生產(chǎn)的,。我們公司目前有70個(gè)員工，是多個(gè)學(xué)科人才組成的團(tuán)隊(duì),。我們有設(shè)備公司和研發(fā)公司及粉末公司,，粉末公司主要是用我們自己制造的設(shè)備，來生產(chǎn)一些高附加值的粉末,。

下面我介紹一下感應(yīng)等離子技術(shù),。

物體有三態(tài)，固體溫度升高變液體,，液體溫度升高變氣體,，再把氣體溫度升高就是等離子體。等離子有比較多的種類,，主要是感應(yīng)等離子體,，是用感應(yīng)線圈固化在陶瓷當(dāng)中，當(dāng)我們的等離子氣體通路到這個(gè)感應(yīng)的磁場(chǎng)中就可以激發(fā)它,，產(chǎn)生等離子體,，產(chǎn)生高溫區(qū),，我們主要用等離子體這個(gè)高溫區(qū)對(duì)粉末進(jìn)行處理。

舉例：我們70年代有一個(gè)體炬,，比較簡(jiǎn)單,，它的操作時(shí)間會(huì)比較短，因?yàn)樗�的冷卻效果不是特別好,，所以操作一段時(shí)間必須要停下來,。我們現(xiàn)在的體炬是我們的專題，可以24小時(shí)連續(xù)操作,。感應(yīng)等離子體和其他體的區(qū)別是我們是沒有電極的,，電極是一個(gè)易損件，而且高溫下容易侵蝕,，可以氣化,，但對(duì)于我們來說就沒有這個(gè)問題，我們最高溫是軸向注入原料,，大部分現(xiàn)在是測(cè)向注入的,，如果側(cè)向注入有一些粉還沒有到高溫區(qū)就掉下來，有一些粉穿過高溫區(qū)就掉下來了,，這樣就導(dǎo)致很多的粉沒有很好的處理,，對(duì)我們這樣的技術(shù)來說就不存在這樣的問題。而且我們等離子的體積非常大,，所以可以同時(shí)處理很多的粉末,，而且我們?cè)诙栊浴⑦�原性,、氧化性的環(huán)境下都可以進(jìn)行操作,。

我們的溫度分布是這樣的，在最高溫處溫度是在11000度,，在這種溫度下,，對(duì)所有的物質(zhì)都可以進(jìn)行熔化和汽化，這就是我們泰克納感應(yīng)等離子體體炬,，根據(jù)功率的不同有不同的體炬,，分別有15、40,、80、200千瓦的體炬,，到現(xiàn)在一直沒有一個(gè)體炬是反修過,。

下面介紹一下我們等離子體工藝。

剛剛介紹到我們主要有三個(gè)應(yīng)用,，第一個(gè)應(yīng)用是可以對(duì)粉末進(jìn)行球化,，提高粉末的流動(dòng)性,，增加粉末的堆積密度，減少粉末的孔隙度,、改變顆粒的表面形狀等等,，我們知道當(dāng)粉末注入到等離子當(dāng)中去，當(dāng)它吸收的熱量大于他需要熔化的熱量,，大于他熱傳導(dǎo)的力量,，他就會(huì)熔化，完全熔化以后在反應(yīng)器當(dāng)中,，在下降過程中慢慢冷卻,，自由放任，由于地心引力的作用,，就成為一個(gè)球形的粉末了,。我們可以用很多作為原材料，比如噴霧干燥粉末,、角形粉末,、線材、懸浮液,、氣體,、固體、液體都可以作為原材料,。

我們有兩種工藝,，一種是用海綿鈦進(jìn)行生產(chǎn)，還有用其他的一些材料進(jìn)行生產(chǎn),，如果用海綿鈦我們的堆積密度是提高了很多,，剛剛蔡總有提到，說國(guó)外的產(chǎn)品價(jià)格非常高,，和國(guó)內(nèi)的價(jià)格相比非常高,，但現(xiàn)在采取我們的這種工藝，其實(shí)產(chǎn)品的價(jià)格可以說和國(guó)內(nèi)的產(chǎn)品價(jià)格是差不多的,，所以并不是說性質(zhì)好價(jià)格就貴,，性質(zhì)好價(jià)格也可能是便宜的。我們對(duì)鈦粉有一個(gè)提純的過程,，為什么提純呢?在高溫下一些低熔點(diǎn)和汽化的物質(zhì)汽化以后,，從粉末中跑出來，就會(huì)被抽真空抽掉了,。我們粉末在濾鏡上是沒有改變的,，我們有鎳合金，有鉬粉,，堆積密度是增加了很多,。

我們的設(shè)備也可以做納米粉末,，納米粉末原理很簡(jiǎn)單，當(dāng)粉末注入到等離子當(dāng)中以后,，在下沉過程中會(huì)慢慢的互相碰撞團(tuán)聚,，當(dāng)團(tuán)聚到我們需要的濾鏡的時(shí)候，我們把它冷卻固化,，納米的粉末可以生產(chǎn)純金屬氧化物,，氮化物等，所以我們粉末的進(jìn)濾鏡是可以通過這個(gè)位置來控制的,。我們的設(shè)備有一個(gè)試驗(yàn)性研發(fā)設(shè)備,，有15千瓦的設(shè)備，主要是用于實(shí)驗(yàn)性,，40千瓦也是實(shí)驗(yàn)性的設(shè)備,，我們還有一邊做球化，一邊做納米的雙輸出端的設(shè)備,。還有80千瓦的設(shè)備,，可以用于試驗(yàn)，也可以用于生產(chǎn),，而且它是一個(gè)20小時(shí)連續(xù)操作,，有氣體回收裝置和起疊系統(tǒng)。我們200千瓦的設(shè)備主要是工業(yè)化生產(chǎn)的,，我們產(chǎn)量可以達(dá)到25—30公斤每小時(shí),。我們的真彩制造是一種快速生產(chǎn)的創(chuàng)新技術(shù)，現(xiàn)在越來越多的工業(yè)伙伴注重這種技術(shù),，這種技術(shù)需要大量的高流動(dòng)性與高密度的粉末來生產(chǎn)出特殊要求的零件,，我們泰克納感應(yīng)等離子技術(shù)是完全可以生產(chǎn)出滿足3D打印高標(biāo)準(zhǔn)的球形粉末的。

主持人：謝謝賈先生的精彩報(bào)告,，為我們帶來了先進(jìn)的粉末,。下面有請(qǐng)現(xiàn)代化南洋理工大學(xué)的張丹清小姐。

談?wù)勎覀冎�前做的試�?yàn),，用316不銹鋼或TI6AI4v材料借助3D打印機(jī)打出來的零件抗拉強(qiáng)度非常高,。這里講一些材料：316不銹鋼、熱工作鋼,、馬氏體鋼,、鋁合金材料、鈦合金材料,，這些材料都是已經(jīng)商業(yè)化的�,，F(xiàn)在正在做科研的有以下材料：鋼材、還有鋁合金6061、難融合金,、銅合金等。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的性能,，最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的距離有100um,，它的尺度精度相對(duì)于傳統(tǒng)的基加工是比較差的，因?yàn)槭艹尚颓坏南拗�,，不能做大的零件在目前也是問題,。這是一個(gè)快速凝固的過程，所以硬度很高,，且沒有方向的局限性,，SY和YZ是一樣的。現(xiàn)在的設(shè)備已經(jīng)有400瓦和1000瓦的光纖激光設(shè)備,，里面通常會(huì)有氮?dú)獗Ｗo(hù),。總結(jié)一下SLM的制造商,，一個(gè)是德國(guó)的公司,，做的設(shè)備比較精細(xì)，下面一個(gè)法國(guó)的公司france,，italy,、UK、Japan等等,。

另外我們對(duì)EBM做了一些背景研究,。已經(jīng)商業(yè)化的材料有鈦合金和鋁，目前在研究的材料有鎳基高溫合金,、工具鋼,、600661及其他的材料等�,？梢钥吹紼BM的成型性能相比SLM更高,，它的Rz是150um，但SLM的加工沒有那樣精細(xì);它的大概分辨率也是150um,，以及尺寸精度為150um,。它的機(jī)械性能、抗拉強(qiáng)度也是很高的,。我們現(xiàn)在的設(shè)備大概功率是300瓦,，但它有一個(gè)最好的性能就是有預(yù)熱，所以對(duì)鈦合金來講就不用再做后處理,，因?yàn)榱慵�拿出來以后就相�?dāng)于已經(jīng)做了熱處理,。另一方面它處于真空腔體環(huán)境，所以加工非常純凈，沒有引入其他的氣體雜質(zhì),。

我們發(fā)現(xiàn)金屬打印,，很多客戶的要求是想做多種材料，所以我們想打一個(gè)銅合金,、鋁合金放在一起做對(duì)比;我們發(fā)現(xiàn)主要有兩種系統(tǒng)：一種是根據(jù)我的需要出相應(yīng)的粉末,，形成一個(gè)多種材料打印的文件。另一種是用漏斗來掉粉,，漏斗分了很多層,，每層材料都不一樣。我們?cè)贜TO做的研究,，因?yàn)榍惑w有限,，就把腔體分成兩個(gè)部分，一部分掉銅合金,，另一部分掉316L合金,，這是打印出的拉伸試樣。EBM不是做兩種材料的加工,，而是先做一個(gè)基板,，再把另一個(gè)材料做在上面。這是加工出來的結(jié)果試樣,，可以看到很粗糙,，原棒明顯有偏心現(xiàn)象，因?yàn)椴皇且淮纬尚�,，但它的組織結(jié)論研究得非常好,。

對(duì)基礎(chǔ)3D打印機(jī)來講有一個(gè)很短的加工周期，并且有相對(duì)低的投入,，當(dāng)然了,，它取決于你做了什么應(yīng)用。南極熊3D打印網(wǎng)對(duì)工藝和應(yīng)用都做了大量的總結(jié)和分析,。經(jīng)過我們的研究發(fā)現(xiàn),，所有商業(yè)化的材料，致密度都是非常高的,，并且機(jī)械性能非常好,，這一點(diǎn)是設(shè)計(jì)師根本不可能用傳統(tǒng)加工方法來做的;但他的問題在于表面粗糙。來看一個(gè)例子,，比如這個(gè)零件用傳統(tǒng)方法根本做不出來,，但用3D打印就很輕松，但需要在支撐上下功夫,。3D打印首先需要有一個(gè)正確的加工方向才能做出很好的支撐,，因此文件的處理很重要。

3D打印并不是代替?zhèn)鹘y(tǒng)，只是一個(gè)補(bǔ)充,，就像當(dāng)時(shí)微波爐出現(xiàn)的時(shí)候,，我就覺得這個(gè)廚子可能會(huì)失業(yè)，因?yàn)榇蠹叶挤盼⒉�爐了,，但現(xiàn)在還是有廚師,，所以3D打印也是一樣的，3D打印可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)加工方式的不足,。

用傳統(tǒng)方式加工多種多樣的產(chǎn)品是非常麻煩的，因?yàn)樾枰�加工很多模��,，但�?D打印就非常簡(jiǎn)單,，比如用EBM打印的鏤空文件，并且可以看到打印的曲面,。另外我們可為不同領(lǐng)域的人們提供不同的,、針對(duì)性的3D打印服務(wù)，以及3D掃描及3D打印設(shè)備,。

主持人：謝謝張丹清小姐的發(fā)言,。今天上午最后一個(gè)報(bào)告，也就是壓軸戲,，是由中國(guó)3D打印的第一人,，就是我們的顏永年教授，大家歡迎!

顏永年：我報(bào)告的題目?jī)?nèi)容有以下幾個(gè)方面：

第一：金屬3D打印有多少種,、常用的是哪些,、和我們關(guān)系密切的是哪些?

第一種是SLS。先看一些案例：同軸送粉和偏軸送粉的熔覆,，激光從軸心下來,，粉末沿著它，粉末呈一個(gè)角度作用下來;激光在中間,，藍(lán)區(qū)是粉末束流,，氣體在下面，要聚焦在下面一點(diǎn),。五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)器人的熔覆,，可以看到它的靈活性非常好。我們?cè)O(shè)計(jì)了一臺(tái)熔覆機(jī)床,，主要是為球閥表面的強(qiáng)化,，可以做出兩米直徑的球;這個(gè)機(jī)床我們生產(chǎn)了一臺(tái)，銷售了一臺(tái),。還有高鐵輪對(duì)的熔覆,，對(duì)高鐵輪對(duì)的熔覆很有好處。這是對(duì)軋輥軸的熔覆。

第二種是SLM,。熔化和燒結(jié)其實(shí)原理一樣只是功率不一樣,。我們公司做的一些案例有冷卻流道、為長(zhǎng)虹集團(tuán)做的注塑模,、用鈦合金材料模仿生物醫(yī)藥應(yīng)用的東西,、批量生產(chǎn)的商業(yè)化工業(yè)SLM產(chǎn)品以及科教領(lǐng)域推出的多功能SLM設(shè)備。為什么要開發(fā)多功能?從商業(yè)目的來看不是太值得,，但是從發(fā)展3D打印,、幫助教育、科研和培訓(xùn)的角度,，我認(rèn)為多能功能是很有價(jià)值的,，它可以減少使用者的投資，圍繞這個(gè)目的開發(fā)了一型二型的多功能設(shè)備,。

第三,、四種分別是EBAM和EBSM。現(xiàn)在美國(guó)CRK公司EBAM可做到很大的成型量,。EBSM的成型箱和電子箱在一起,，真空處理很困難。我們學(xué)校04年做的EBSM,，當(dāng)時(shí)應(yīng)該是比較早的一臺(tái),。這個(gè)體積超大型的是EBAM，打印尺寸可達(dá)6m*1.2m,。這些為3D打印未來的發(fā)展提出了很好的案例,，我認(rèn)為3D打印要用大功率，所以我們要把3D打印的成型量及熔覆量往大功率發(fā)展,。

第二：金屬3D打印從制造科學(xué),、材料成型學(xué)、制造一個(gè)零件的角度來看有什么不足?

前面介紹的3D打印都是液固轉(zhuǎn)變,，就是凝固,，一個(gè)熔池變成固態(tài)，我們叫液到固的轉(zhuǎn)變,。如果液固轉(zhuǎn)變做得好很容易做到平衡冷卻和快速細(xì)化,，不存在偏析，因?yàn)殄懺齑笮偷臇|西,，偏析是一個(gè)很頭痛的問題,，所以很小的熔池很容易做到斷裂極限，使流動(dòng)極限能大幅度提高,。超過鑄造,、接近鍛造很容易,，也能做到，但是還有先天不足,。它不是一種非凝固的固態(tài)到固態(tài)的轉(zhuǎn)變,，而是液固的轉(zhuǎn)變。

美國(guó)一個(gè)公司有一個(gè)試驗(yàn)：最后一項(xiàng)很不穩(wěn)定,，前面也不是每一次都達(dá)到,，這個(gè)現(xiàn)象很多搞3D打印的人沒有去應(yīng)對(duì)，在高溫下重系的結(jié)晶,，因?yàn)槭橇鲃?dòng)狀態(tài),，必須有大量的技術(shù)流動(dòng)，才能把這個(gè)東西加上去,，才能使沖擊韌性達(dá)到要求值;我們不能只看到強(qiáng)度可以了,，還要看到屬性、沖擊的熱性,，這是3D打印技術(shù)上的不足之處。

第三,、3D打印需要和傳統(tǒng)工藝相結(jié)合,。

傳統(tǒng)的結(jié)合為什么重要?我引用華盛頓郵報(bào)的一個(gè)報(bào)道：“技術(shù)創(chuàng)新帶來的實(shí)際經(jīng)濟(jì)收益不會(huì)源自那些眩目的想法，而是源自正在趨于成熟的新興技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)的巧妙結(jié)合”,，這句話說得非常清楚,，怎么結(jié)合呢?我認(rèn)為是跟鍛造、擠壓相結(jié)合,。就如跟德國(guó)的格林公司合作,，推出用于高檔汽車輕量化的熔覆再進(jìn)行珩磨，并和熔覆擠壓結(jié)合,，固固轉(zhuǎn)變,，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，就可使產(chǎn)品沒有偏析,、沖擊韌性提高,、熔覆提高;再通過擠壓提高塑性、韌性,，最終獲得達(dá)標(biāo)的產(chǎn)品,。

我們有一個(gè)核電主管道，我們對(duì)它進(jìn)行了很多的模擬試驗(yàn),，也用過粉末成型,，雖然目前還未實(shí)現(xiàn)，但我認(rèn)為是可以實(shí)現(xiàn)的,。用噴頭作出的變件成型：把中間體垂直熔覆與擠壓相結(jié)合,，結(jié)果試驗(yàn)以后出現(xiàn)很多問題,。我昨天就此問題跟GE公司的交流，我認(rèn)為熔覆鍛造需要進(jìn)一步的發(fā)展,，對(duì)像核鍋爐這樣幾百噸的東西,，不可能全部熔覆完了再鍛造，因?yàn)闆]有那么大的設(shè)備鍛造,，必須邊熔覆邊鍛造,。我們說的單元熔覆鍛造需要熔覆和鍛造反復(fù)進(jìn)行。我們國(guó)家在全世界做的7654工程,、700噸鋼水,、600噸鋼錠、500噸鑄件,、400噸鍛件,，我們能不能用3D打印技術(shù)，把一個(gè)核鍋爐從四年縮短到一年?這是我們努力的方向,。（3D打印在線）

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