英國國防部宣布顛覆性的鈦金屬3D打印計(jì)劃

根據(jù)空客增材制造路線圖負(fù)責(zé)人Jonathan Meyer ，來自Metalysis的低成本電解金屬粉末的生產(chǎn)可以改變基于增材制造定向能量沉積（DED）工藝的粉末冶金和粉末經(jīng)濟(jì)性。

從70美金一公斤到2.5美元一公斤的工藝成本？
鈦的高強(qiáng)度、輕質(zhì)和耐腐蝕性使其成為航空航天、國防和醫(yī)療保健領(lǐng)域的理想選擇。然而，鈦的成本過高局限了鈦金屬被更廣泛的采用。

由創(chuàng)新英國（Innovate UK）資助的快速鍛造（FAST-forge）計(jì)劃旨在開發(fā)一種更便宜和更豐富的鈦粉制造工藝。這種更低成本的鈦粉3D打印材料將進(jìn)一步打開鈦在增材制造領(lǐng)域的市場空間。

早些時(shí)候，英國國防部長Gavin Williamson就該項(xiàng)目提供了進(jìn)一步細(xì)節(jié)，“我們的武裝部隊(duì)從尖端核潛艇和戰(zhàn)斗機(jī)再到與人類生命健康相關(guān)的植入物都在使用鈦，但鈦金屬在生產(chǎn)時(shí)間和成本方面都不具備優(yōu)勢(shì)，這局限了鈦的使用。”快速鍛造（FAST-forge）計(jì)劃將通過“開創(chuàng)性的方法”來重新定義鈦金屬的成本。

不僅鈦金屬粉末的制造更快，而且更便宜，鈦的金屬3D打印工藝也將獲得提升。英國似乎在醞釀?lì)嵏残缘拟伣饘俜勰┥�產(chǎn)和鈦金屬零件制造技術(shù)。謝菲爾德大學(xué)材料科學(xué)與工程系的Nick Weston博士是快速鍛造（FAST-forge）計(jì)劃的領(lǐng)導(dǎo)者之一，他表示：“FAST-forge是一種顛覆性技術(shù)，可以使鈦金屬粉末直接以近凈形的方式制造成為鍛造性能的零件。

這些部件具有與鍛造產(chǎn)品相當(dāng)?shù)臋C(jī)械性能，對(duì)于鈦合金，快速鍛造（FAST-forge）可以提供組件成本的一個(gè)階躍性變化，這將帶來鈦金屬更廣泛的應(yīng)用，包括可以用于汽車的動(dòng)力系統(tǒng)和懸架系統(tǒng)等。

這項(xiàng)研究還獲得英國Porton Down國防科學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室（Dstl）的支持。 根據(jù)Dstl的材料科學(xué)首席科學(xué)家Matthew Lunt，這個(gè)計(jì)劃可能將鈦零件的生產(chǎn)成本降低高達(dá)50％。隨著成本的降低，可以在潛艇中使用鈦，不僅提高耐腐蝕性能還可以延長使用壽命，在或者可以用于輕型裝甲車等領(lǐng)域。

DSTL國防科學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室通過將鈦粉生產(chǎn)的40個(gè)階段工藝簡化為兩個(gè)步驟，這可能使得鈦零件的生產(chǎn)成本減半，徹底改變了鈦的生產(chǎn)。總部位于南約克郡Rotherham的Metalysis公司也參與了FAST-forge項(xiàng)目。Metalysis剛剛獲得1700萬美元的資金以推進(jìn)3D可打印金屬合金粉末的研發(fā)與制造能力，Metalysis正在開發(fā)一種粉末生產(chǎn)工藝，該工藝可以以更低的成本來生產(chǎn)合金粉末。

具體來說，Metalysis使用的FFC工藝是Derek Fray、Tom Farthing和George Chen于1997年在劍橋大學(xué)發(fā)明并命名的。該技術(shù)主要用電在一種熔鹽中將金屬氧化物一步變成金屬。與AP&C需要高純度的金屬絲為原材料不同，Metalysis的專有技術(shù)可以使用金紅石直接將鈦金屬電解成粉末狀。宣稱，其專有的技術(shù)比常規(guī)的鈦粉制造公司使用更少的能源，至少可節(jié)省50%的能源。據(jù)稱，F(xiàn)FC方法將使得用于金屬3D打印的球形金屬粉末的制造工藝成本從當(dāng)前的70美元/公斤降低到為2.50美元/公斤。

來源：3D科學(xué)谷