打破國外技術壟斷 新材料讓3D打印成本降低一半

“以前，國內企業從加拿大購買3D打印原材料，每公斤價格是8000元，現在受到我們研發成果的沖擊，加拿大企業已主動將價格降到了每公斤3000元。”西安交通大學青島研究院先進制造粉體研究中心主任宋曉平興奮地說。他所說的研發成果，就是作為3D打印關鍵原材料的高規格球形鈦合金粉末，以前這種原材料被國外壟斷，如今技術壟斷被打破，價格下降了一半多。

　　在位于國家級膠州經濟技術開發區的西安交通大學青島研究院先進制造粉體研究中心里，記者見到了生產高規格球形鈦合金粉末的設備。這臺設備直徑近10米，呈圓盤式，“內行人”稱為等離子旋轉電極制粉系統。在設備一端放入鈦棒后，電光四射，經過一系列工序后，設備另一端流出的便是高規格的球形鈦合金粉末。這些粉末氧含量在600PPM以下，產品規格為80—100目，可用于國防、醫療等尖端制造，技術曾一度被美國、加拿大、德國等國家壟斷。

　　“關鍵原材料生產技術被壟斷，直接導致3D打印技術成本高昂，制約了國內3D打印行業的發展。”宋曉平告訴記者，“為了打破國外技術封鎖，我們團隊從5年前就開始投入研發”。

　　高規格球形鈦合金粉末的研發有兩大業界公認的難關：一是如何保證顆粒大小在微米級別下，把鈦合金做成球體，因為球體流動性好，便于3D打印過程的原料輸送；二是球體容易與氧接觸，如何做到小顆粒條件下，使氧含量降到最低。

　　研發團隊從零開始，自主研發出了等離子旋轉電極制粉系統、真空氫化系統、透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、震動式篩分機等多種先進設備，創新研究了等離子旋轉、氫化脫氫等四大技術路徑。就這樣一步步向前邁進，最終研發出了氧含量在600PPM以下，產品規格為80—100目的鈦合金粉末。

　　研發成果一公布，曾經掌握核心技術的加拿大等國供應商應聲降價，國內訂單也不斷增加。“兩天前，東北大學材料電磁過程研究教育部重點實驗室剛從我們這里訂購了一批粉末用于實驗研究。”先進制造粉體研究中心實驗室負責人韓昶說。

　　據了解，該中心現已實現了高規格球形鈦合金粉末的批量生產，年產量可達15噸。目前中心正在申請國際質量技術體系認證，通過認證后，這些3D打印的關鍵原材料就可以實現出口，與國外供應廠商展開競爭。