成果簡(jiǎn)介：

該成果針對(duì)對(duì)目前3D打印成型制造領(lǐng)域常用的鈦合金，對(duì)其開展粉末制備技術(shù)工藝研發(fā)，新穎的提出鈦合金粉末多尺度制備控制理念，突破EIGA制備過程粉末粒徑分布峰值區(qū)間的工藝可控性關(guān)鍵技術(shù)，在保證粉末具備綜合綜合性能的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)細(xì)粉收得率大于35%，降低細(xì)粉制備成本。同時(shí)，根據(jù)實(shí)際成型零件的具體需求，創(chuàng)新性的提出3D打印性能/功能一體化制造思路，突破3D打印性能/功能一體化設(shè)計(jì)及工藝優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)典型件滿足功能性要求的同時(shí)，其綜合力學(xué)性能(抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、斷面伸長(zhǎng)率、疲勞極限)提高5%。本成果是能夠解決目前航空武器裝備復(fù)雜形狀核心部件、高端醫(yī)療器械部件、新能源汽車關(guān)鍵部件3D打印成型制造過程中粉末制備的核心瓶頸技術(shù)，在高端3D打印成型制造市場(chǎng)中，具有極強(qiáng)的應(yīng)用前景及可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

研發(fā)背景

針對(duì)目前航空武器裝備、醫(yī)療器械、新能源汽車等領(lǐng)域?qū)Ω咝阅茆伜辖鸱勰┑钠惹行枨?，以提高高性能粉末?xì)粉收得率為重點(diǎn)，以控制高性能粉末制備過程中的粒徑分布為目標(biāo)，開展相關(guān)基礎(chǔ)科研、小批量試制、中試、產(chǎn)業(yè)化等工作。

作用原理

以真空氣霧化制粉技術(shù)為依托，引入“材料基因組”理念，掌握鈦合金粉末制備過程的“基因”，通過工藝試驗(yàn)、理論模型推導(dǎo)、高通量模擬仿真、設(shè)備關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)及優(yōu)化等研究，實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)的研發(fā)、小批量試制、中試及產(chǎn)業(yè)化。

市場(chǎng)分析

目前，市場(chǎng)上從事金屬3D打印粉末制備銷售的企業(yè)相對(duì)較少，而鈦合金粉末占比較大。但是，對(duì)于高性能金屬粉，尤其是粒徑較小的粉末價(jià)值極高且大量依賴進(jìn)口。目前鈦合金粉末制備方法主要采用氫化脫氫法(HDH)、氣霧化法(EIGA)、等離子旋轉(zhuǎn)電極法(PREP)、射頻等離子球化法(RF)。其中氣霧化法(EIGA)是制備鈦合金50μm以下粉末的唯一可工業(yè)化途徑。然而，目前軍工領(lǐng)域、高端醫(yī)療器械領(lǐng)域、新能源汽車領(lǐng)域大量進(jìn)口如TC4、T21、TC11、TA15、鋁合金等高性能不同尺度的金屬粉末，已經(jīng)成為制約上述領(lǐng)域3D打印成型制造的關(guān)鍵技術(shù)，因此，鈦合金高性能3D打印金屬粉末的市場(chǎng)潛力巨大。