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金屬增材制造專用粉末是整個(gè)金屬3D打印工序中的重要一環(huán)，其質(zhì)量的優(yōu)劣直接決定終端零件的質(zhì)量。目前，國(guó)內(nèi)航空、航天、醫(yī)療等“高精尖”、“高質(zhì)量”、“超精密”領(lǐng)域正在大量引入金屬增材制造技術(shù)，市場(chǎng)上對(duì)高品質(zhì)球形粉末產(chǎn)品的需求日益旺盛，金屬粉末的大·生產(chǎn)時(shí)代即將到來(lái)！

鉑力特公司在3D打印粉末原材料方面具有多年的專業(yè)積累及工業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，粉末研發(fā)團(tuán)隊(duì)在材料選用、粉末生產(chǎn)、質(zhì)量控制等方面不斷進(jìn)行技術(shù)迭代，攻克了多項(xiàng)壁壘，掌握了通過惰性氣體霧化法制備高品質(zhì)鈦合金球形粉末的核心技術(shù)，并通過對(duì)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行控制以使其能達(dá)到特定應(yīng)用要求，實(shí)現(xiàn)大批量工業(yè)化應(yīng)用。

一、原材料選用

3D打印工藝特點(diǎn)決定了合金粉末在成形過程中會(huì)有部分低熔點(diǎn)元素溫度過高而產(chǎn)生燒蝕，最終導(dǎo)致成形制件部分元素化學(xué)成分偏低，影響產(chǎn)品性能及交付質(zhì)量。針對(duì)此現(xiàn)象，鉑力特公司通過大量實(shí)驗(yàn)、研究每種易燒損元素在不同工藝參數(shù)下的燒損百分比。根據(jù)研究結(jié)果，鉑力特公司對(duì)粉末原材料廠商進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，調(diào)整優(yōu)化原材料化學(xué)成分，依此進(jìn)行粉末生產(chǎn)，最終達(dá)到交付標(biāo)準(zhǔn)。

另外，鉑力特公司針對(duì)SLM成形中可能出現(xiàn)的夾雜物問題，對(duì)粉末原料制備所用棒材提出了嚴(yán)格的要求。如，所用棒料必須采用超0級(jí)海綿鈦與中間合金混合均勻后經(jīng)真空熔煉技術(shù)制成，且熔煉次數(shù)不得少于三次等，以保證原材料的成分均勻性。將夾雜物等其他雜質(zhì)元素含量在原始棒料中進(jìn)行早期控制，保證了鉑力特公司所獲得的粉末中雜質(zhì)元素及夾雜物含量極低。

由于3D打印工藝同屬熱加工工藝，在成形中不可避免的會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力，導(dǎo)致零件出現(xiàn)變形開裂現(xiàn)象，鉑力特公司根據(jù)易變形、易裂金屬材料特點(diǎn)，從力學(xué)性能出發(fā)，優(yōu)化粉末原材料化學(xué)成分，使得SLM成形制件的沉積態(tài)強(qiáng)韌性得到提升。

二、高產(chǎn)能與自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備

基于團(tuán)隊(duì)在鈦合金粉末方面的應(yīng)用以及對(duì)鈦合金粉末制備工藝的深入研究，鉑力特于2013年即自主投入開展增材制造專用鈦合金粉末的產(chǎn)業(yè)化研究，2020年，鉑力特在公司二期建成制粉專用車間，廠房面積5000平方米，總投資8000萬(wàn)元。截止2020年底，已經(jīng)搭建采用惰性氣體霧化技術(shù)制備鈦合金球形粉末的完整生產(chǎn)線4條，該生產(chǎn)線具備原材料控制、粉末制備、粉末篩分、粉末檢測(cè)以及粉末封裝等全流程的技術(shù)工藝，制備工藝成熟穩(wěn)定，具備年產(chǎn)100t高品質(zhì)球形鈦合金粉末的能力。預(yù)計(jì)2021年底，將新增6條粉末生產(chǎn)線，預(yù)計(jì)產(chǎn)能將達(dá)到年產(chǎn)400t高品質(zhì)成品粉末。其中EIGA氣霧化制粉設(shè)備，由鉑力特粉末團(tuán)隊(duì)與設(shè)備團(tuán)隊(duì)自主設(shè)計(jì)研發(fā)，該設(shè)備綜合了高真空技術(shù)、高溫熔煉技術(shù)、高壓氣霧化技術(shù)和快速凝固技術(shù)，是針對(duì)增材制造技術(shù)的最新發(fā)展需求而設(shè)計(jì)制造的，生產(chǎn)出的鈦合金具有成分均勻、高純度、高球形度等特點(diǎn)，可以在多方面同時(shí)滿足激光選區(qū)熔化技術(shù)對(duì)粉末的嚴(yán)格要求。此外，該設(shè)備可實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率，降低人工成本。

三、質(zhì)量控制

鉑力特粉末線已建立完備的質(zhì)量管理體系，并獲得AS9100 航空航天質(zhì)量管理體系認(rèn)證與 ISO13485 醫(yī)療器械質(zhì)量管理體系認(rèn)證，鉑力特始終堅(jiān)持從原材料控制、粉末研發(fā)、粉末生產(chǎn)檢驗(yàn)檢測(cè)流程，設(shè)備和人員管理、粉末存儲(chǔ)等方面進(jìn)行嚴(yán)格管控，做到“萬(wàn)無(wú)一失”。

四、粉末性能

鉑力特高品質(zhì)鈦合金粉末生產(chǎn)線，目前主要產(chǎn)品包括TC4、TA15、TA1、TC11、TC18、TA18、Ti65等牌號(hào)，其中TC4合金具有優(yōu)異的力學(xué)性能、生物相容性和耐腐蝕性，在航空航天、醫(yī)療、化工等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。TA15鈦合金屬于高溫鈦合金，名義化學(xué)成分為Ti-6.5Al-1Mo-1V-2Zr，具有略高于Ti-6Al-4V鈦合金的室溫力學(xué)性能和中等的高溫力學(xué)性能，主要用于航空航天結(jié)構(gòu)件和發(fā)動(dòng)機(jī)零部件。TA1是純鈦材料，除了具有一定的力學(xué)性能、良好的生物相容性之外，還具有優(yōu)良的耐腐蝕性。純鈦制件在化工、船舶、醫(yī)療等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。部分技術(shù)指標(biāo)如下：

1、粉末形貌

2、粒度分布（右圖為該粒徑段粉末的應(yīng)用）

3、化學(xué)成分

鈦合金粉末化學(xué)成分符合GB/T 3620.1-2017中對(duì)TC4、TA15及TA1鈦合金粉末化學(xué)成分的規(guī)定。成分如下:

3、粉末物理性能（實(shí)測(cè)典型值）

五、廣泛而堅(jiān)實(shí)的市場(chǎng)基礎(chǔ)

目前，鉑力特高品質(zhì)鈦合金粉末已經(jīng)在BLT-S210系列、BLT-S310系列、BLT-S400系列、BLT-S510系列、BLT-S600系列等多型號(hào)設(shè)備上充分驗(yàn)證；空客、中航工業(yè)陜飛、中航工業(yè)西飛、寶鈦集團(tuán)等多家標(biāo)桿用戶已長(zhǎng)期使用并一致好評(píng)。此外，鉑力特新材料研發(fā)團(tuán)隊(duì)還可為更多用戶提供鈦及鈦合金粉末定制化服務(wù)，幫助用戶實(shí)現(xiàn)粉末試制、小批量制備、打印應(yīng)用驗(yàn)證和批量化生產(chǎn)等全程服務(wù)。

未來(lái)鉑力特粉末團(tuán)隊(duì)將借助于已掌握的核心技術(shù)以及對(duì)新技術(shù)、新工藝的不斷研發(fā)迭代，探尋增材“智”造專用粉末生產(chǎn)轉(zhuǎn)型升級(jí)的諸多可能性，助力各行業(yè)邁入大·生產(chǎn)時(shí)代！