未来3-5年，国产化的3D打印材料将成为主流？

君临天下

《3D打印世界》讯/ 在金属增材制造迅猛发展的环境下， 3D打印金属粉末迎来了全面的市场爆发。许多金属材料玩家纷纷开设了专门的实验室或工厂，重金投入金属粉末的研发和生产。国内一些企业和机构也已经在这方面逐渐展开布局，助推实现3D打印金属粉末国产化。

近期，广东省材料与加工研究所工程师朱杰与我们分享了他对金属3D打印粉末市场的观点。他认为，未来3-5年，国产化的3D打印材料将成为主流。

2015年7月，广东省材料与加工研究所正式成立，广东省材料与加工研究所由原属有色金属研究院下辖的“金属加工与成型技术研究所”、“粉末冶金研究所”、“粉体技术研究中心”、“粤有研粉末冶金材料科技有限公司”、“粤有研耐磨材料科技有限公司”、“粤有研电工材料科技有限公司”联合组建而成，现隶属于广东省科学院。粉体材料事业部主要从事金属粉末材料的研究和产业化推广。

作为一家在金属材料研究经验有着丰厚积淀的机构，广东省材料与加工研究所对增材制造的金属粉末可谓“用情颇深”。如今，这个来自羊城的材料专家，已经迅速地铺开了金属3D打印粉末市场的布局。

目前其主要产品包括3D打印用高温合金粉末、模具钢粉末、钴铬合金粉末、不锈钢粉末等。

《3D打印世界》：您如何看待金属3D打印粉末材料过去一年的热潮？

朱杰：金属3D打印材料的发展无疑是未来的一个发展方向。从以往看来，金属3D打印长期以来受制于材料和设备价格昂贵，因此整体价格偏高。首先，对许多行业应用来说，3D打印还是一种新兴技术，3D打印粉末总体需求量和传统的粉末需求量呈现小批量、多样化的特点。小批量也意味着成本比较高。另外，金属3D打印粉末制作工艺比较昂贵，它主要以真空气雾化为主，比一般的制粉速度要慢。

但毫无疑问的是，这一市场以后会有更强烈的爆发式增长，所以我们看到那么多企业和机构投入这个领域。金属3D打印这个风口会带来很多机会。在2016年的汉堡世界粉末冶金大会上，金属增材制造已经成为了学术研究聚焦的热点。我们很高兴自己能成为这股热潮中一个积极进取和挑战的角色。

《3D打印世界》：您在之前的采访中表示，“未来3-5年，预计国产化的3D打印材料将成为主流”。做出这种评估是基于怎样的原因？

朱杰：首先，我们看到以往的状况是3D打印设备厂商捆绑销售3D打印材料，然而3D打印设备厂商的并不自己生产金属粉末材料，从而导致金属3D打印粉末价格虚高。3D打印设备通常不开源，许多金属3D打印设备生产商一般会让客户用自己的粉末，这就不利于材料市场价格的公平性和透明化。

事实上，在我看来，前三年金属3D打印的“蛋糕”的大部分基本被设备厂商占有。而如今，设备厂商们也将面临进一步向开放材料使用的压力。只有材料和设备相辅相成，才能推动金属3D打印实现更多精彩的应用。随着技术的进步，3D打印设备对于不同材料兼容性将不断提高。

其次，国内制粉技术不断成熟发展，对比之下，许多3D打印材料的性能已经比肩甚至超越国外同等水平的厂商。

基于这两股力量，我们相信相信国产化的3D打印材料将成为主流，金属3D打印材料的价格会逐步下降。

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《3D打印世界》：研究所在实现3D打印材料国有化的过程中有哪些优势？市场策略是怎样的？会专注于哪些行业的应用？

朱杰：我们在材料研发方面已经有几十年的技术沉淀，技术力量是优势之一。此外，我们也形成了一批较有经验、学历高、专业度高的技术人员。

其次，我认为很大的一个优势是——我们争取到国家和广东省相关政策项目的支持。比如目前已获得 “中英先进制造技术联合研究中心——3D打印技术创新平台”、广东省“3D打印专用金属粉体材料的研制及应用”、“增材制造陶瓷-金属复合框架技术及其在复合材料领域的应用”、“中山市3D打印粉体材料制备技术创新平台”等项目的支持，在3D打印材料和工艺方面进行了深入的研究。

在市场策略方面，我们始终认为要把客户需求作为出发点。接下来，我们会进一步去推广自己目前应用得最成功的高温合金、钴铬合金等材料。不久之后，还会引进乌克兰的钛合金等离子旋转电子雾化设备，以实现产品的多样化，以及产品质量的不断提升。

在应用方面，我们的产品主要面向汽车、模具、船舶、航空、电子、国防装备等领域。目前市场化最好的是齿科（义齿），这一市场开发得比较成熟，比如如钴铬合金生物相容性比较好，耐腐蚀性也比较强，齿科行业对这种材料的需求是很大的。航天航空部件的前期开发也是我们的一大应用重点。

《3D打印世界》：对金属3D打印来说，材料这一环尤为关键。主要可以从哪些方面评估金属粉末的质量好坏？

朱杰：3D 打印耗材金属粉末通常要求粒径适中、粒度分布窄、球形度高、流动性好和松装密度高。一般认为，直径小于15-53微米的粉体材料适用于选区激光熔融增材制造，粒径在53-105μm左右的粉体适合电子束熔融技术。建议可以从以下几个方面具体评估：
合适的粒度分布
粉末纯度高，氧含量低。
空心球/卫星球少。
流动性好，松装密度高
批次之间化学成分一致

《3D打印世界》：您对市场上的同类产品是否有一些了解，是否有一些差异性？

朱杰：在金属粉末这一块，每个指标的细微改进，对用户来说都有很大的帮助。因此，我们做了很多的研究工作，包括流动性的改善、去除表面卫星球、尽量减少空心粉。最早在2014年我们就开始批量生产金属3D打印粉末了，近期与飞而康航天航空等高端应用结合，开发了一系列金属3D打印精品，比如空心燃油喷嘴管道和船用发动机进气管等。

我们的材料研发生产技术已经基本成熟，下一阶段主要是需要培育和规范好市场，推动行业制定一些更细致的标准。至于对国内和国外市场的一个对比，我觉得很多东西中国人一旦掌握了技术的话，国外的很多厂商他其实是比不过中国的。

《3D打印世界》：您认为国内金属3D打印材料研发的突破点在哪些方面？

朱杰：首要的应该是技术上的突破，国内金属3D打印材料研发的整个基础比较薄弱，比如雾化设备还有很多值得改进的地方。另外3D材料的应用方面也要加大研究探索，比如3D打印工艺，3D打印产品的后处理。我们不光要做高品质的3D打印材料，更要提供给客户更多的技术服务和指导，事实上，甚至全球范围能够做到这两者的3D打印材料供应商也屈指可数，国内厂商给自己定的“门槛”显然是很重要的。
另一个方向是金属3D打印的批量化、规模化生产，它将有利于大幅降低整体材料的价格水平。

《3D打印世界》：研究院是否有计划开发一些特殊性能的金属3D打印材料？

朱杰：我们会针对3D打印多品种的特点，开发更多特性的新材料。比如模具钢行业的一些开发，并且针对材料的水平做一个较大的提高。

其他一些内容我们还在筹划阶段。但我们相信随着更多应用的深入，3D打印金属粉末材料会迎来爆发式的增长。明年国产化材料市场也会有很大提升，有可能实现100%的增长。

dscheng1125

很好，希望出点儿这样介绍先进技术的贴子。