“以前，國(guó)內(nèi)企業(yè)從加拿大購(gòu)買3D打印原材料，每公斤價(jià)格是8000元，現(xiàn)在受到我們研發(fā)成果的沖擊，加拿大企業(yè)已主動(dòng)將價(jià)格降到了每公斤3000元。”西安交通大學(xué)青島研究院先進(jìn)制造粉體研究中心主任宋曉平興奮地說(shuō)。他所說(shuō)的研發(fā)成果，就是作為3D打印關(guān)鍵原材料的高規(guī)格球形鈦合金粉末，以前這種原材料被國(guó)外壟斷，如今技術(shù)壟斷被打破，價(jià)格下降了一半多。
在位于國(guó)家級(jí)膠州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)的西安交通大學(xué)青島研究院先進(jìn)制造粉體研究中心里，記者見(jiàn)到了生產(chǎn)高規(guī)格球形鈦合金粉末的設(shè)備。這臺(tái)設(shè)備直徑近10米，呈圓盤式，“內(nèi)行人”稱為等離子旋轉(zhuǎn)電極制粉系統(tǒng)。在設(shè)備一端放入鈦棒后，電光四射，經(jīng)過(guò)一系列工序后，設(shè)備另一端流出的便是高規(guī)格的球形鈦合金粉末。這些粉末氧含量在600PPM以下，產(chǎn)品規(guī)格為80—100目，可用于國(guó)防、醫(yī)療等尖端制造，技術(shù)曾一度被美國(guó)、加拿大、德國(guó)等國(guó)家壟斷。
“關(guān)鍵原材料生產(chǎn)技術(shù)被壟斷，直接導(dǎo)致3D打印技術(shù)成本高昂，制約了國(guó)內(nèi)3D打印行業(yè)的發(fā)展。”宋曉平告訴記者，“為了打破國(guó)外技術(shù)封鎖，我們團(tuán)隊(duì)從5年前就開(kāi)始投入研發(fā)”。
高規(guī)格球形鈦合金粉末的研發(fā)有兩大業(yè)界公認(rèn)的難關(guān)：一是如何保證顆粒大小在微米級(jí)別下，把鈦合金做成球體，因?yàn)榍蝮w流動(dòng)性好，便于3D打印過(guò)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(fā)團(tuán)隊(duì)從零開(kāi)始，自主研發(fā)出了等離子旋轉(zhuǎn)電極制粉系統(tǒng)、真空氫化系統(tǒng)、透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、震動(dòng)式篩分機(jī)等多種先進(jìn)設(shè)備，創(chuàng)新研究了等離子旋轉(zhuǎn)、氫化脫氫等四大技術(shù)路徑。就這樣一步步向前邁進(jìn)，最終研發(fā)出了氧含量在600PPM以下，產(chǎn)品規(guī)格為80—100目的鈦合金粉末。
研發(fā)成果一公布，曾經(jīng)掌握核心技術(shù)的加拿大等國(guó)供應(yīng)商應(yīng)聲降價(jià)，國(guó)內(nèi)訂單也不斷增加。“兩天前，東北大學(xué)材料電磁過(guò)程研究教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室剛從我們這里訂購(gòu)了一批粉末用于實(shí)驗(yàn)研究。”先進(jìn)制造粉體研究中心實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人韓昶說(shuō)。
據(jù)了解，該中心現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)了高規(guī)格球形鈦合金粉末的批量生產(chǎn)，年產(chǎn)量可達(dá)15噸。目前中心正在申請(qǐng)國(guó)際質(zhì)量技術(shù)體系認(rèn)證，通過(guò)認(rèn)證后，這些3D打印的關(guān)鍵原材料就可以實(shí)現(xiàn)出口，與國(guó)外供應(yīng)廠商展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)。
