3D打印越精密越缺细粉,国产钛粉如何做到又稳又便宜?
金属3D打印粉末的粒度范围通常为15-53μm,它覆盖了绝大部分的使用场景。
但在高精度3D打印应用场景下,0-25μm的粒度范围具有明显的优势。它可以实现更复杂的一体化结构、更高的尺寸精度、更低的表面粗糙度,还具备超薄壁成型能力。
在3C行业中,可以用于微型转轴、表链、耳机内部精密结构件等;在医疗行业中,可以制造微型抓钳、剪刀、持针器等;除此之外,它还可以制造微机电系统精密零件,以及微型热管理器件等。

3D MicroPrint的微型金属3D打印零件

Precipart 的微型3D打印零件
在这这些应用场景中,更细的粉末是必然选择。而且,该粒度范围还是传统MIM工艺以及粘结剂喷射3D打印工艺的主要选择。
然而,在传统EIGA等制粉工艺下,0-25μm钛合金细粉收得率长期徘徊在20%左右,成本高、供应不稳定,直接制约了钛合金细粉在3C电子、精密器件等领域的大规模应用。
3D打印技术参考注意到,这一局面最近迎来了重要突破。国内粉末厂商中体新材宣布其自主研发的等离子球化Ti-6Al-4V(TC4)、TA15等钛合金粉末 ,0-25μm范围的细粉收得率从20%提升至60%以上,使其细粉实现批量生产,成本也得以降低。

同时,粉末在成分控制、颗粒形态及批次一致性等方面表现优秀,结合循环原料回收机制,它还具有“高性价比、规模化”的特点,能够为大批量生产稳定供应材料。

60%的收得率意味着什么?
简单来说,它让原本0–25μm细粉从副产物变成了可规模化供应的“主产品”。
对制造商来说,最直接的影响就是产量大幅提升及成本显著下降,单位原料细粉有效产出提升约3倍,即1吨的原料,原本只能产出0.2吨的细粉,现在可以产出0.6吨细粉。细粉单位制造成本大幅降低,钛合金细粉制造效率得到结构性提升。

质量好+性能高+低碳
金属注射成形(MIM)、粘结剂喷射(Binder Jetting)及精密3D打印对粉末的要求远不止“细”,球形度、氧含量、批次一致性都直接影响打印成功率和零件性能。
中体新材通过等离子球化技术,不仅提升了收得率,还将球形度稳定在90%以上、氧含量控制在0.18%以下,满足了规模化生产对批次一致性的严苛要求。

中体新材表示,它已掌握VIGA、EIGA、PREP及自研AMP等多种制粉工艺,其中等离子球化(PS)作为提升钛合金粉末性能与降低成本的核心技术,优势非常明显。
首先是它可以使用钛废料、废屑、棒材、丝材等多种形态原料,碳排放仅为传统EIGA工艺的10%。通过工艺优化,球化后粉末球形度显著提升,粉末性能媲美原生粉,同时避免了原料浪费。
其次是该工艺可以灵活调控粉末粒径,能响应不同应用场景对颗粒范围的精准需求。
据笔者了解,中体新材钛合金粉产线已通过SCS回收材料认证,并成为首批获得消费电子头部客户绿色供应链审核认可的企业。

批量稳定供货+低成本
中体新材表示,目前已实现0-25μm钛合金细粉的批量生产,已完成12条球化产线建设,为客户大规模开发与量产计划提供可靠供应链支持。
此外,该细粉已广泛应用于3C电子领域,并在医疗器械、航空航天、人形机器人等高端领域展现出巨大潜力,在满足“轻薄化、精密化、高端化”需求的同时,具备显著成本优势。

END
过去高端钛合金细粉市场长期由国外厂商主导,中体新材在等离子球化、等离子体等新型制粉工艺上的规模化突破,正在改变这一格局。其“材料+工艺+供应链”一体化解决方案,将推动钛合金细粉从高端小众材料走向工业级基础材料,进一步释放先进制造的规模潜力。
注:本文由3D打印技术参考创作,未经联系授权,谢绝转载。#增材制造 #3D打印