【钛材料讯】钛合金具有比强度高，耐蚀性好，高温力学性能优良等特点，可满足航空航天高机动性、高可靠和长寿命零部件设计的需要，其应用水平已经成为衡量航空及航天器选材先进程度的重要标志，同时钛合金具有良好的生物相容性，弹性模量与人体骨骼接近，在医疗领域也是一种重要应用材料。虽然钛具有诸多优良特性，但其加工一直是一项难题，钛的低热传导率、加工硬化、低弹性模量等因素造成传统机加工手段制造钛合金构件难度较大，材料利用率低，周期长，成本高，而等静压、注射成形、放电等离子烧结等方法又难以克服氧含量和孔隙率高等瓶颈问题。

  增材制造作为近净成形技术的一个新方向，大大减少了工序并缩短了制造周期，非常适用于复杂结构和定制化零件制造，而且材料利用率高，其技术优势与钛的应用领域需求具有天然契合点，同时增材制造能够规避钛的加工难题，钛的不利于传统机加工的诸如低热传导率特性反而有利于粉末激光成型，因此自金属增材制造技术兴起之后，钛合金被率先投入使用并迅速铺开，由此也带动了粉末材料的需求。当前全球增材制造用钛粉年用量在1000吨以上，在整个增材制造金属材料中仍然占据主要市场。

  TA15合金是一种高Al当量的近α型钛合金，具有良好的高温强度、稳定性、耐热性、耐腐蚀性及焊接性能等一系列优良的综合性能，用于制造飞机的风扇，压气机盘及叶片等工作温度较高，受力较复杂的重要结构件，是一种重要的飞机和发动机结构用钛合金材料。

  钛合金在金属3D打印材料市场中一直处于领先地位，根据《Market Analysis Report》，其在2019年占全球收入的65.3％，这不仅取决于用量，也取决于价格。航空航天业采用3D打印制造钛合金原型成为促进增长的主要因素，而它在重量、强度和腐蚀性方面满足行业要求的能力使其能够保持可持续性的增长。

  得益于应用市场的发力，钛合金粉末的价格在近年来快速下降，无论国产还是进口，价格基本在1300-1800元/公斤，并还有进一步下降的趋势和空间。得益于此，钛合金3D打印的应用领域也逐渐超出航空航天的应用范围，开始向汽车及大工业领域拓展， 国产钛合金3D打印粉末市场正在蓬勃发展。

                          2014-2027年钛合金3D打印粉末总消耗量预测（来源：SmarTech）

   国内外主要增材制造钛粉供应商多以上述几种制备技术为基础，而且不同制备技术分别形成了代表性的设备和材料供应商，如德国ALD公司代表了EIGA设备的最先进水平，以PA技术为基础的AP&C几乎是高品质球形钛粉的代名词。几种钛粉制备方法在粉末特性、设备成本和生产效率方面各有优劣，但不可回避的一个问题就是细粒径粉末的制备成本。近几年铺粉用钛合金粉末市场价格已经大幅降低，但单价仍然明显高于其他增材制造粉末，一方面是由于钛本身材料价格高，作为高活性材料处理成本也高，另一方面和当前钛粉制备技术的细粉收得率和生产效率直接相关。虽然当前粉末成本并不是金属增材制造的最主要成本，钛的主要应用领域对价格也并不过分敏感，但在粉末需求不断增长的大背景下，降低成本是必然要求，因此开展钛粉制备技术开发和工艺优化具有重要意义。对球形钛粉制备而言，提高细粉收得率和相对连续工艺生产都是制备关键技术。

   据3D打印技术参考了解，有研科技集团下属北京康普锡威科技有限公司（有研增材技术有限公司）为解决钛及钛合金粉末制备存在的熔炼与雾化技术问题，将高频感应熔炼技术与气雾化技术相结合，并采用紧耦合结构的雾化器结构设计制备微细球形钛及钛合金粉末，提高了细粉收得率，同时可实现密闭条件下的连续生产，进一步降低了钛合金粉末的生产成本。相关成果曾获中国有色金属工业科学技术一等奖。