打破国外技术垄断 新材料让3D打印成本降低一半

“以前，国内企业从加拿大购买3D打印原材料，每公斤价格是8000元，现在受到我们研发成果的冲击，加拿大企业已主动将价格降到了每公斤3000元。”西安交通大学青岛研究院先进制造粉体研究中心主任宋晓平兴奋地说。他所说的研发成果，就是作为3D打印关键原材料的高规格球形钛合金粉末，以前这种原材料被国外垄断，如今技术垄断被打破，价格下降了一半多。

　　在位于国家级胶州经济技术开发区的西安交通大学青岛研究院先进制造粉体研究中心里，记者见到了生产高规格球形钛合金粉末的设备。这台设备直径近10米，呈圆盘式，“内行人”称为等离子旋转电极制粉系统。在设备一端放入钛棒后，电光四射，经过一系列工序后，设备另一端流出的便是高规格的球形钛合金粉末。这些粉末氧含量在600PPM以下，产品规格为80—100目，可用于国防、医疗等尖端制造，技术曾一度被美国、加拿大、德国等国家垄断。

　　“关键原材料生产技术被垄断，直接导致3D打印技术成本高昂，制约了国内3D打印行业的发展。”宋晓平告诉记者，“为了打破国外技术封锁，我们团队从5年前就开始投入研发”。

　　高规格球形钛合金粉末的研发有两大业界公认的难关：一是如何保证颗粒大小在微米级别下，把钛合金做成球体，因为球体流动性好，便于3D打印过程的原料输送；二是球体容易与氧接触，如何做到小颗粒条件下，使氧含量降到最低。

　　研发团队从零开始，自主研发出了等离子旋转电极制粉系统、真空氢化系统、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、震动式筛分机等多种先进设备，创新研究了等离子旋转、氢化脱氢等四大技术路径。就这样一步步向前迈进，最终研发出了氧含量在600PPM以下，产品规格为80—100目的钛合金粉末。

　　研发成果一公布，曾经掌握核心技术的加拿大等国供应商应声降价，国内订单也不断增加。“两天前，东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室刚从我们这里订购了一批粉末用于实验研究。”先进制造粉体研究中心实验室负责人韩昶说。

　　据了解，该中心现已实现了高规格球形钛合金粉末的批量生产，年产量可达15吨。目前中心正在申请国际质量技术体系认证，通过认证后，这些3D打印的关键原材料就可以实现出口，与国外供应厂商展开竞争。