近年來，3D打印成為一項備受關(guān)注的熱門技術(shù)。它將塑料、金屬等“打印材料”，通過逐層堆疊打印的方式，來制造成為實物，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。

從2014年起，位于四川攀枝花的攀鋼研究院，就開始對3D打印用球形鈦粉技術(shù)展開研究，逐步打破國外壟斷，目前已達(dá)到了國內(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、強度高、耐腐蝕等特點。”在攀鋼研究院一間實驗室內(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，近年來，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，雖然國內(nèi)也有企業(yè)研發(fā)，但其制備技術(shù)一直被國外企業(yè)壟斷。

“*開始做實驗的時候，很難做下去。”趙三超說，3D打印是一個綜合性非常高的行業(yè)，涉及多門學(xué)科，包括冶金、化工、材料等，研發(fā)過程十分艱難，只能邊開發(fā)、邊摸索、邊調(diào)整。

“3D打印，*大的優(yōu)點是不用開模具，一些復(fù)雜產(chǎn)品，比如異形件、結(jié)構(gòu)件等，通過3D打印，都可以直接實現(xiàn)。”趙三超說，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，解決了粉末流動性等問題，產(chǎn)品也得到了用戶認(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)出來的？

趙三超解釋了大概的生產(chǎn)流程：通過感應(yīng)線圈加熱，將鈦棒融化，然后通過高壓氣體，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。

就目前的市場來看，球形鈦粉的價格，大約是1500元至2000元一公斤，前景廣闊。不過，雖然現(xiàn)在攀鋼研究院已實現(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，逐步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。