航空航天的金屬3D打印材料到底有啥好牛的？陜西宇光飛利

在南極熊整理的《兩張圖看懂中國3D打印格局》中，工業(yè)級(jí)3D打印相關(guān)企業(yè)數(shù)量少，但是分量都很重。而工業(yè)級(jí)3D打印，在行業(yè)人士看來，最重要的就是金屬3D打印。據(jù)南極熊了解，目前中國可以生產(chǎn)金屬3D打印材料的公司很少，技術(shù)要求高。

在一次3D打印展會(huì)上，南極熊發(fā)現(xiàn)了一家在金屬3d打印材料方面耕耘了十幾年的企業(yè)，國內(nèi)的很多金屬3d打印機(jī)都采用他們的材料。陜西宇光飛利金屬材料有限公司地處西安國家級(jí)航天產(chǎn)業(yè)基地，主要運(yùn)用等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化法（PREP）, 研制生產(chǎn)3D打印、增材制造及快速成型用球形金屬粉末產(chǎn)品。公司的制粉機(jī)組全部自主研發(fā)制造，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，有多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新成果，制粉能力和工藝技術(shù)控制水平在同行業(yè)處于領(lǐng)先水平，2003年通過了ISO9001-2000國際質(zhì)量管理體系認(rèn)證，主要代表產(chǎn)品有：純鈦、鈦合金粉末、高溫合金粉末、鈷基鑄造合金粉末、鎳基合金粉末、鈷鉻鉬、不銹鋼粉末，以及釩、鋯、釓等稀有金屬粉末。應(yīng)用于金屬3D打印、熱等靜壓（HIP）、燒結(jié)、涂覆鍍膜、等離子噴涂防護(hù)等領(lǐng)域。主要供應(yīng)歐美市場(chǎng)，在國內(nèi)航空、航天、船舶、原子能工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)等國家重點(diǎn)項(xiàng)目也已廣泛用。

陜西宇光飛利金屬材料有多種系列，包含鈦合金、不銹鋼、銅、鎳、鈷鉻合金、鋯、釷、鈹、鈾、釩、等多個(gè)系列。
球形鈦粉系列：TA1，TA2，TA7，TB6。
球形鈦合金粉末系列：TC4、TC11、TA15、TC17、TC18、TC21，Ti60，TG6。
球形鎳基高溫合金粉末系列：In718，In625，F(xiàn)GH4169， FGH3625，F(xiàn)GH51，F(xiàn)GH95。
球形鈷鉻鉬鑄造合金粉末系列：CoCrMo (Co60)。
球形高強(qiáng)鋼粉末系列：C-1045，A-100，300M。
球形不銹鋼粉末系列：17-4、15-5，316L。
球形鋯、釷、鈹、鈾、釩、銅等金屬粉末。

陜西宇光飛利金屬材料在在材料領(lǐng)域有多項(xiàng)研究，包含球形粉末制備工藝研究、粒度及夾雜分析研究、球形粉末物理性能、氣體含量控制研究等。為此，企業(yè)增添先進(jìn)檢測(cè)儀器和設(shè)備，量化生產(chǎn)工藝變化對(duì)產(chǎn)品的影響，進(jìn)行制粉工藝升級(jí)優(yōu)化研究，探索直徑50微米高溫合金球形金屬粉末的生產(chǎn)控制工藝參數(shù)，并使之產(chǎn)業(yè)化，形成50微米球形高溫合金粉末的生產(chǎn)能力。

陜西宇光飛利金屬材料還研究和掌握了多項(xiàng)核心技術(shù)。采用75毫米大規(guī)格原料棒制粉過程的均勻加熱和高速旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的平衡控制。掌握了旋轉(zhuǎn)進(jìn)給系統(tǒng)高穩(wěn)定性技術(shù)；運(yùn)用航天等離子控制技術(shù)，解決控制大功率電源的平衡控制技術(shù)，保證大面積等離子態(tài)電弧的均勻分布，不但提高成品率，還使多臺(tái)電源負(fù)載均勻，國內(nèi)外未見相關(guān)報(bào)道。運(yùn)用等離子弧彌散控制技術(shù)，解決等離子弧匯聚影響作用。據(jù)南極熊了解，他們掌握了等離子槍均勻加熱技術(shù)，粉末粒度分布更集中，球形率更高。運(yùn)用了航天薄壁W環(huán)密封結(jié)構(gòu)，最大程度地減少密封材料磨損可能對(duì)粉末的污染影響。

運(yùn)用航天技術(shù)改進(jìn)的等離子旋轉(zhuǎn)電極制粉機(jī)組技術(shù)，使測(cè)量控制技術(shù)、等離子體控制技術(shù)、旋轉(zhuǎn)進(jìn)給系統(tǒng)高穩(wěn)定性技術(shù)和密封控制技術(shù)達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先。收得率：收得率大幅提高。非球形顆粒，小于十萬分之一，其余均為球形。純鈦小于100ppm加國標(biāo)增氧率指標(biāo)允許測(cè)試誤差。

在產(chǎn)品檢驗(yàn)上，陜西宇光飛精益求精，具有嚴(yán)格的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。檢驗(yàn)用篩網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)：ASTM E11-01；
粒度分析檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：ASTMB 214-99；
化學(xué)成份分析標(biāo)準(zhǔn)：ASTM E 120-00。
具代表性的兩種球形金屬產(chǎn)品交貨標(biāo)準(zhǔn)：球形鈦合金粉末
主要產(chǎn)品交貨標(biāo)準(zhǔn)：-100目和-200目。
球形高溫合金粉末主要產(chǎn)品交貨標(biāo)準(zhǔn)：-100目和-270目
可按客戶要求提供不同金屬材料和不同粒度規(guī)格區(qū)間的產(chǎn)品。
產(chǎn)品規(guī)格范圍： -45目至-325目

應(yīng)用范圍

陜西宇光飛利金屬材料在工業(yè)加工、航空航天、國防軍工、3D打印、生物醫(yī)療等行業(yè)，具有廣泛的應(yīng)用。

金屬3D打印（LENS， EBDM，SLM）

燒結(jié)

等離子噴涂鍍膜防護(hù)

熱等靜壓（HIP）

航空航天領(lǐng)域

• 飛機(jī)風(fēng)扇葉片、壓氣機(jī)葉片
• 機(jī)身承力結(jié)構(gòu)件、起落架
• 發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤、壓氣機(jī)盤
• 渦輪擋板、火箭噴管等部件
  

核原子能領(lǐng)域

• 核反應(yīng)堆核燃料
• 中子控制材料和屏蔽材料
• 中子減速材料和反射材料
• 核反應(yīng)堆燃料元件包殼和軸承
  

3D打印領(lǐng)域

• LENs（DMD）
• EBDM
• SLM
• 快速修復(fù)、包覆和添加特征結(jié)構(gòu)
• 激光成型
  

生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域

• 人體植入物的多孔涂層材料
• 人工關(guān)節(jié)
• 整形外科
• 醫(yī)療器械
  

應(yīng)用案例

美國Optomec LENS技術(shù)直接金屬成型 ：球形鈦合金粉末TC4

中航工業(yè)，用于激光成型飛機(jī)結(jié)構(gòu)件、支撐件等：球形鈦合金粉末TC4、TC15。