3D打印行业新工艺跟踪：氢化脱氢法流体制备钛合金3D打印粉末大幅降本工艺开启应用

  流化制备3D打印用低成本金属粉末的新方法：以传统工艺制备的低成本不规则形貌粉末（如氢化脱氢钛粉、还原钨粉等）为原料，在适当温度下，不规则形貌的粉末颗粒（固体）在流动气体（流体）作用下互相碰撞，呈现出流态化现象，颗粒间的冶金结合和塑性变形显著改善不规则粉末的形貌、球形度和流动性，并能轻松实现粉末流动性和杂质可控。

  氢化脱氢法成本低，工艺简单，但要提升粉末球型度。氢化脱氢工艺主要流程是钛料-表面净化处理-氢化-粉碎筛分-脱氢-粉碎-筛分-混合-组批-真空封装-商品钛粉。先将钛在一定温度下氢化生成脆性氢化钛后破碎成微细粉末，然后将氢在高温真空条件下脱除，从而得到钛粉末。该方法制钛粉具备成本低、工艺简单的优点，但粉末球型度和含氧量不符合下游需求。目前解决该方法主要通过：1）北京科技大学曲选辉教授：在适当温度下，不规则形貌的粉末颗粒在流动气体（流体）作用下互相碰撞，呈现出流态化现象，颗粒间的冶金结合和塑性变形显著改善不规则粉末的形貌、球形度和流动性，并能轻松实现粉末流动性和杂质可控。2）南方科技大学严明教授：通过机械球磨方式，按照10:1的球料比进行球磨，并通以氩气防止钛粉发生氧化。在球磨过程中还需加入少量硬脂酸（至关重要），它对粉末颗粒的粉碎具有助磨效应，减小粉末颗粒对球磨体的粘附程度。球磨过后，粉体呈近球形，均一度较好，流动性得到较大改善。

  性能与EOS官方需求性能相当，钛粉末有望迎来大幅降价。流化粉末性能与球形粉末相当，成本较雾化球形粉降低60%以上。采用SLM技术打印的纯钛流化粉成形件的氧含量为0.17±0.01wt.%，室温抗拉强度602±4.6MPa，断裂延伸率20.1±1.2%，参数和EOS的官方性能相当。流动性方面，在粉末的流动性方面，450℃处理后粉末的流动性为35.2±0.3s/50g,它与已商用化的类似粒度范围的高球形度TC4具有相当的流动性。已应用在中国航发材料研究院、钢铁研究总院、北京隆源等单位。

  目前制粉工艺主流为雾化法，工艺存在较高成本线。雾化法是制备球形钛粉最广泛的方法，工艺本身导致得粉率具备上限，工艺成本下降幅度较低。传统雾化工艺生产的3D打印球形金属粉末价格昂贵，通常45μm以下的球形钛粉的价格普遍高于1500元/kg，常规TC4粉末800元/kg。

  投资建议：建议关注铂力特（全产业链布局，国内金属3D打印有突出贡献的公司）、华曙高科（3D打印领军企业，技术创新驱动公司发展）、有研粉材料（国内3D打印粉末供应商）、金太阳（3D打印后处理稀缺标的）。

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