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国3D打印金属粉末材料之困待解

 

3D打印的汽车不再是传说
，近日，据外媒报道，福特公司宣称已开始测试3D打印技术大规模生产汽车零部件。这种新的3D打印技术可以让驾驶者在更低价格下定制自己的汽车产品
。从过去的陌生词汇到如今火遍全球的超前科技代名词，3D打印在成为全球高端智能制造业基础技术的同时
，也正在将触角伸向人类社会生活的方方面面

。

 

从产业链来看，3D打印主要包括打印设备、打印材料和服务三大类，市场份额占比分别为39%

、37%和24%。相比国外，我国3D打印行业市场规模较小
、产业链发展滞后，多数企业产能主要集中在3D打印机设备生产环节，而打印原材料、图像处理以及下游市场应用环节较薄弱

。

 

 “当前全球正在兴起新一轮数字化制造浪潮
，发达国家为应对制造业竞争力的下降，大力倡导‘再工业化

、再制造化’，抓手就是3D打印等先进制造技术。”中国工程院卢秉恒院士在第二届3D打印产业大会（上海）暨首届SAMA国际论坛演讲中提到。

 

3D打印技术在技术方法、制造平台、行业标准等方面取得重要进展

，在市场规模方面保持快速增长态势。增材制造行业权威咨询研究机构Wohlers Associates发布的报告显示
，2015年
，全球增材制造和3D打印市场销售额达到51.65亿美元，与2014年相比增长了10亿美元，增长率达到25.9%
。

 

 

3D打印应用领域     图片来源：互联网、新材料在线

 

 

行业投资盛宴催生金属粉末市场蓝海

 

 

 “金属3D打印技术作为整个3D打印体系中最前沿和最有潜力的技术，是先进制造技术的重要发展方向。”上海材料研究所增材制造研发与应用中心副主任吴文恒在接受新材料在线采访时表示
，而金属粉末则是金属3D打印技术中最重要一环的，也是价值所在
。

 

3D打印金属粉末即指尺寸小于1mm的金属颗粒群。包括单一金属粉末
、合金粉末以及具有金属性质的某些难熔化合物粉末。目前
，3D打印金属粉末材料包括钴铬合金、不锈钢、工业钢、青铜合金、钛合金和镍铝合金等。

 

随着3D打印技术在使用定制零部件行业中的应用，对铝粉、钴粉及其他工业金属粉末的需求也快速增长。根据Wohlers Associates发布的报告，3D打印行业在多个领域都出现了持续性的增长，尤其是金属3D打印和桌面3D打印
，2015年金属3D打印机的增长率则在45%左右
，增速迅猛。

 

据了解，目前国外金属粉末供应商主要有美国卡彭特
、英国LPW、山特维克Osprey、吉凯恩JKN Hoeganaes、瑞典赫格纳斯以及印度普莱克斯
。国内主要有中航迈特
、苏州英纳特纳米科技、无锡飞而康
、陕西宇光飞利等。

 

 

3D打印汽车示意图   图片来源：兰博基尼

 

 

市场争夺战开启规模化道路且长

 

 

3D打印金属粉末的市场竞争格局将会随着更多企业的进入，或加大在金属粉末领域的生产与研发力度而发生改变。在2016年
，GKN、Oerlikon和美国铝业等巨头就做了积极的战略布局。

 

 

2007-2014年全球3D打印行业市场规模   图表来源

：Wholers

 

今年年初
，中国金属3D打印粉末公司中航迈特在现有球形钛合金粉末制备技术的基础上，采用自主研发设计的真空电极感应气雾化制粉炉，成功研制出球形度高、流动性好、非金属夹杂物少的高纯球形TiNi记忆合金粉末，填补国内球形TiNi记忆合金粉末研制的空白。“中航迈特立足航空，服务军工，发展成以航空航天金属粉末材料及零部件研发制造为基础，以3D打印粉末应用服务和智能粉冶装备开发为目标的高新技术企业
，联合产业上下游，发展更多战略合作伙伴，为全球用户提供优质产品和服务。目前中航迈特总投资5000万元
，计划建成国内技术水平
、综合实力最强
、产业规模亚洲的球形金属粉末材料及装备研发生产基地。”黄苑说

。

 

据了解

，虽然我国3D打印金属粉末在研发上取得了一定的突破
，应用潜力巨大，但由于我国目前3D打印金属粉末大多是国外进口
，产品成本较高，影响了其产业化进程
，因而走向商品化和工业规模生产还需要很长时间
。

 

吴文恒认为，我国的3D打印金属粉末研究往往集中于大型攻关课题研究领域，但是工业生产方面，金属3D打印的应用却处于很落后的状态
，目前仅仅集中在模型设计领域等
。“根据我这些年的了解，金属3D打印的大规模应用会有一个比较长的时间，起码会贯穿于整个十三五期间，至少需要五年以上的时间
，当然
，这需要在国家大力支持和工业3D打印应用不断发展的趋势下
，才能实现3D打印的大规模应用
。”