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難熔金屬如鎢、鈮等,廣泛應用于航空航天、軍工、醫療等高端制造領域。然而,傳統的制備工藝難以滿足3D打印對粉末材料高球形度、高流動性、低氧含量等嚴苛要求,長期依賴進口,嚴重制約了我國高端制造業的發展。
3D打印技術參考注意到,倍豐智能近日在金屬3D打印難熔合金研發方面取得重要突破,依托自主技術,成功開發出鎢合金粉和 鈮合金粉。這一成果標志著我國在高端金屬增材制造材料領域邁出了重要一步。這兩款粉末近日在德國formnext展會現場亮相,引起了廣泛關注。
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突破鎢粉制備難題
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倍豐智能依托自主研發的Gas Heat Atomization(下簡稱GHA)設備,通過創新性的霧化工藝在高純制備環境下,有效降低雜質含量,鎢粉純度高,雜質如氧、碳、氮及其他雜質較少,保證了產品的性能穩定。且瞬時高溫制備使其幾乎無空心粉、衛星粉,粉末具有較高的松裝密度、振實密度及堆積密度,在打印成型過程更有利于產品的致密度,提升制件綜合性能。
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倍豐GHA工藝與其他工藝的對比
當前主流的射頻等離子球化與等離子旋轉電極霧化(PREP)技術,雖能制備高球形度鎢粉,卻分別面臨產能低、成本高昂、細粉收得率不足等技術瓶頸。
倍豐通過自研GHA工藝將鎢粉的生產效率大幅提升,較傳統工藝提升近一倍;其次,GHA工藝通過優化霧化流場設計與氣體循環系統,顯著降低氬氣消耗量,從根本上削減了耗材支出。并且GHA工藝摒棄了分選和再球化的工藝流程,大幅降低生產周期,大大提高了生產效率,為增材制造的大規模工業化應用掃清了原材料成本障礙。
性能參數
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粉末形貌
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鈮金屬粉末實現自主突破
在航空航天發動機燃燒室、核聚變反應堆內襯等極端環境部件的制造中,鈮合金正成為增材制造領域的關鍵材料。
然而,高品質鈮金屬球形粉末的制 備長期被國外壟斷——其難度堪稱粉末制備領域的“珠峰”:鈮在千度以上高溫熔融時化學活性極強,微量氧含量便會引發脆化,導致部件失效;2468℃的高熔點讓常 規霧化技術熱源不足,傳統氫化-脫氫法只能產出多棱角顆粒,無法滿足3D打印對流動性的嚴苛要求;而機械球磨易引入雜質,等離子球化成本高昂且損耗大,這“氧控、球化、純度”三重矛盾,構成了難以跨越的技術壁壘。
為滿足航空航天超高溫嚴苛服役條件及醫療、工業生產需求,倍豐智能采用自研Gas Heat Atomization(下簡稱GHA)技術制備高純球形鈮粉末,滿足增材制造用粉需求。
技術特點
?? 材料純度高,無金屬及非金屬雜質污染;
?? 粉末球形度≥95%;
?? 幾乎無空心粉、衛星粉;
?? 抗腐蝕性能好,超高溫服役環境亦可保證較好的機械性能穩定性。
性能參數
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粉末形貌
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這兩項成果將推動我國金屬3D打印技術在極端環境下的應用拓展,如航天發動機部件、核工業構件、高溫模具等,進一步提升我國在全球增材制造領域的競爭力。
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