3D打印金属粉末材料需求旺盛 江苏威拉里引领行业发展

3D打印资讯
2023
01/19
09:25
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来源: 财联社

国内3D打印产业发展现状

近几年,中国3D打印市场应用程度不断深化,在各行业广泛应用。2017-2022年,中国3D打印产业规模呈逐年高速增长趋势,数据显示,2022年我国3D打印产业市场规模为325亿元,2025年将达到630亿元。


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下游需求高速增长,3D打印金属粉末材料发展前景广阔

3D打印金属粉末材料是推动3D打印技术发展和进步的前提,也是3D打印应用推广和发展的关键。自进入“十四五”规划,国家高度重视发展先进制造技术,3D打印技术迎来发展高峰期。

根据Wohlers Report 报告显示,2022年3D打印主要应用于航空航天汽车、消费及电子产品、医疗/牙科、消费品、模具制造、电子电器等领域。


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3D打印技术逐步完善,航空航天蓝海需求可期

3D打印技术在零件一体化制造、大型复杂结构件制造、变批量定制结构件制造等方面具有巨大的优势,能解决航空航天领域中的某些零部组件在生产过程中所面临的工艺复杂问题,因此,在航空航天领域取得了快速的发展。

3D打印获汽车行业认可,引领“智能制造”创新发展

3D打印技术不断成熟,给汽车制造带来新的选择,不同于铣削、冲压和铸造等传统制造工艺,3D打印可生产高难度造型的产品,使用3D打印技术制造零件,已成为新趋势。3Dpbm发布的汽车行业3D打印白皮书,预计2026年3D打印用于汽车零部件生产的收入为129.74亿美元,2030年达203.5亿美元。

医疗领域加速3D打印技术落地应用

随着3D打印技术的逐步成熟,金属粉末在医疗领域的市场规模也在逐步扩大。3D打印最早被用于制作医疗模型和定制康复医疗器械等方面,现阶段也被用于牙科、骨科手术导板、植入物、精准用药、药物筛选和药物剂型设计。预计未来3D打印技术在医疗领域的渗透率将不断增加,逐渐覆盖多个细分医疗领域。

高品质3D打印金属粉体材料的市场需求呈现快速增长态势

当前,中国正处于经济结构转型升级的关键时期,新技术、新产业、新模式的涌现驱动制造业持续发展。近年来3D打印在航空航天、汽车制造,生物医疗及其他领域逐步成为复杂结构件研制与生产的核心技术。

但是,目前可应用于上述领域的3D打印金属粉体材料的种类和数量依然不足,产品品质和成本难以满足日益发展的制造需求。因此,亟需研制及生产高品质3D打印金属粉体材料。

供应商生产能力不断提高,3D打印金属粉末的出货量大幅度增长

近年来,3D打印金属粉末材料供应商的生产能力不断提高,市场上各种合金粉末的出货量实现大幅度增长,对材料价值链产生了积极影响,促进规模经济效应提升,成本降低,产品质量不断改进。

国际市场中,3D打印金属粉末材料供应商以欧美厂商为主,如德国EOS、德国 TLSTechNIk、AP&C、Arcam、瑞典 solvay等。国内市场中,威拉里处于行业头部地位,2022年,威拉里金属粉末产品营收突破亿元大关,在高速发展中迈上更高台阶。

国内3D打印金属粉末企业,业务规模高速增长

江苏威拉里新材料科技有限公司成立于2015年,是由徐州矿务集团有限公司投资组建的国家高新技术企业,先后荣获“国家科改示范企业”、国家专精特新“小巨人”、“国家知识产权优势企业”等多项荣誉,并被中国航空工业国际论坛组委会评为“航空航天最佳3D打印金属材料供应商”。

威拉里现配有15条生产线,包括VIGA生产线10条,EIGA生产线5条,3D打印金属粉末产品年产能超1000吨,目前公司正规划二期厂房,占地面积6万平方米,配备40余条生产线,投产后预计年产能将达到4000吨。

威拉里近三年营业收入保持99.33%的平均增长率,3D打印金属粉末市场占有率居行业头部。在模具钢粉末、高温合金粉末领域细分领域中优势明显,模具钢粉末、高温合金粉末市场占有率分别达到70%、37%,均在国内细分市场中排名第一。

以材料为核心,持续投入科技研发

威拉里以技术创新为抓手,精研增材制造用金属粉末材料。与上海交通大学、哈尔滨工业大学、西北工业大学等知名高校建立长期战略合作关系。公司已经建成国内规模较大的金属粉末材料生产线,现拥有超过37000炉次的技术数据积累和完整的自主知识产权,建立了全系列合金粉末生产工艺数据库。

累计授权专利96项,其中发明专利17项。累计参与国家标准14项,修订4项行业标准,作为第一起草单位起草国家标准1项,已经发布的国家标准11项。经过多年在技术和研发上的不断积累和突破,威拉里已成为全国3D打印金属材料行业的领军企业。

成立威航研究院,加速推进科研进步

威拉里在2021年10月出资成立威航金属粉末材料研究院,以“研究创造价值”为宗旨,立足于服务国家重大战略和经济建设对新材料的重大需求,突破了粉末级配生命管理技术、高温持久时间突破50小时的高性能高温合金成分设计及高松装密度、高流动性粉末多级复合式制备关键技术。从材料设计-粉末制备-激光3D打印工艺等方面开展基础理论和可靠性研究,科研成果进一步完成系统化和工程化的研究开发。

以技术优势引领行业进步,打造优质产品

威拉里掌握世界先进的真空感应熔炼气雾化、无坩埚感应熔炼气雾化粉体制备技术,产品涵盖高温合金、模具钢、高熵合金、铝合金、钛合金、铜合金、钴铬合金等多种高端金属粉体。七年时间,威拉里突破国外技术壁垒,技术水平达到国内较高水平,解决多项卡脖子难题,真正实现了核心技术的“国之担当”。

高温合金粉末:

高温合金材料是制造航空航天发动机的主要材料。其中高温合金GH5188和GH3230中需要补加镧元素,由于镧元素的熔点仅有920,容易烧损且难以控制,为此自主开发具有知识产权的镧元素控制系统,确保批次间的镧元素稳定一致,成功替代进口粉末。此外威拉里还参与了多款型号件的预研和批产工作,坚持自主研发,持续供应GH4169、GH3625、GH3536、GH4099等高温合金粉末,满足了国内航空航天领域对高性能高温合金粉末材料的需求。

模具钢粉末:

模具钢3D打印对粉末品质要求较高,威拉里通过对雾化机理的研究,改进现有雾化器的结构,提高雾化效率,使模具钢粉末卫星球数量减少,流动性、松装密度提高。目前威拉里自主开展的“模具钢粉末3D打印工艺优化及产业化应用研究”项目已取得江苏省科技查新咨询中心(国际一级科技查新咨询单位)的查新报告。其中18Ni300粉末在高性能、高效率等多项指标上比肩进口粉末,远超国内同类产品,独有的批次稳定性控制方法,保证打印性能的稳定性,是国内极少数通过工业化应用验证的模具钢粉末。

高熵合金粉末:

近年来随着3D打印技术的发展,核电、电热、储氢材料等对高熵合金粉末的需求逐步增多。针对含锰高熵合金,由于锰元素的挥发、烧损导致发烟严重,难以观察炉内生产状况的难题,导致成分不符合配比要求,造成成分偏差的问题,威拉里解决了生产过程中Mn元素大量损耗的问题,保证产品质量可靠稳定。

威拉里基于自立项目自主开展的“含锰高熵合金产业化生产工艺研究”生产制造的 FeCoNiCrMn高墒合金粉末,属于国内较早成功量产的企业,研究成果达到国内先进水平。历经七年,威拉里成为全国极少数拥有多体系高熵合金生产技术的企业。

铝合金粉末:

威拉里与上海交通大学合作研发出新型纳米陶瓷强化铝合金粉末,经3D打印(SLM)技术加工成工件后,抗拉强度达到530MPa,延伸率达到15.5%,显微硬度达到193HV,性能远高于锻态铝合金材料(抗拉强度360MPa),成功应用在国产大飞机上。

威拉里通过研究雾化机理,改进现有雾化器的结构,同时调整筛分工艺,得到的粉末流动性好、纯净度高,突破性解决国内铝合金粉末流动性难题,性能指标处于国际前列,打破了国外的技术封锁,解决了粉末在选区熔化工艺应用的铺粉难题。

总结

威拉里立足新发展阶段,面向国家重大需求,勇担时代使命,大力实施“科技+资本”双驱动,聚焦攻关关键领域“卡脖子”材料核心技术,不断提升自主创新能力,奋力打造国有科技型企业改革样板和自主创新尖兵。







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