近年來(lái)，3D打印成為一項(xiàng)備受關(guān)注的熱門(mén)技術(shù)。它將塑料、金屬等“打印材料”，通過(guò)逐層堆疊打印的方式，來(lái)制造成為實(shí)物，應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛。在眾多“打印材料”中，金屬粉末材料具有巨大優(yōu)勢(shì)和發(fā)展前景，但技術(shù)難度極高，一直是制造行業(yè)攻關(guān)的熱點(diǎn)。

從2014年起，位于四川攀枝花的攀鋼研究院，就開(kāi)始對(duì)3D打印用球形鈦粉技術(shù)展開(kāi)研究，逐步打破國(guó)外壟斷，目前已達(dá)到了國(guó)內(nèi)行業(yè)先進(jìn)水平。

小小鈦粉是打印領(lǐng)域關(guān)鍵原材料

“鈦金屬具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕等特點(diǎn)。”在攀鋼研究院一間實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，球形鈦粉技術(shù)研發(fā)負(fù)責(zé)人趙三超，從架子上取下一個(gè)玻璃瓶，里面裝著3D打印用的球形鈦粉，呈灰黑色粉末狀。

趙三超介紹說(shuō)，近年來(lái)，隨著全球3D打印技術(shù)的發(fā)展，看似毫不起眼的鈦及鈦合金粉末，成為了金屬零件3D打印領(lǐng)域所需的關(guān)鍵材料，雖然國(guó)內(nèi)也有企業(yè)研發(fā)，但其制備技術(shù)一直被國(guó)外企業(yè)壟斷。

“*開(kāi)始做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，很難做下去。”趙三超說(shuō)，3D打印是一個(gè)綜合性非常高的行業(yè)，涉及多門(mén)學(xué)科，包括冶金、化工、材料等，研發(fā)過(guò)程十分艱難，只能邊開(kāi)發(fā)、邊摸索、邊調(diào)整。

“3D打印，*大的優(yōu)點(diǎn)是不用開(kāi)模具，一些復(fù)雜產(chǎn)品，比如異形件、結(jié)構(gòu)件等，通過(guò)3D打印，都可以直接實(shí)現(xiàn)。”趙三超說(shuō)，目前，鈦及鈦合金球形粉末打印技術(shù)，主要用于航空、航天以及醫(yī)療器械、生物醫(yī)學(xué)等行業(yè)。

自主研發(fā)未來(lái)可用于更多領(lǐng)域

2017年，攀鋼研究院打通了氣霧化制備球形鈦及鈦合金粉末工藝流程，整體技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。2018年，在激光打印用球形鈦合金粉末制備方面取得突破。到2019年，解決了粉末流動(dòng)性等問(wèn)題，產(chǎn)品也得到了用戶(hù)認(rèn)可。

幾十微米的球形鈦粉，如果不放大看，就是一堆細(xì)粉，它們是如何生產(chǎn)出來(lái)的？

趙三超解釋了大概的生產(chǎn)流程：通過(guò)感應(yīng)線(xiàn)圈加熱，將鈦棒融化，然后通過(guò)高壓氣體，將融化后的液態(tài)鈦“吹碎”，這樣，鈦就破碎成了一顆顆小液滴，下落凝固成為圓形的粉末狀。這樣的生產(chǎn)方法，被稱(chēng)為電極感應(yīng)氣霧化法，是目前全球工業(yè)化生產(chǎn)鈦合金粉末的主要方法之一。

就目前的市場(chǎng)來(lái)看，球形鈦粉的價(jià)格，大約是1500元至2000元一公斤，前景廣闊。不過(guò)，雖然現(xiàn)在攀鋼研究院已實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)，但目前階段還是以科研為主，還需要進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量，逐步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。