随着增材制造技术的飞速发展,金属3D打印在航空航天、医疗器械、汽车制造等高端领域展现出巨大潜力,成为推动制造业转型升级的关键力量。金属3D打印技术不仅实现了复杂构件的快速原型制造,更在批量定制、轻量化设计和功能集成方面具有传统加工方式难以比拟的优势。其核心产业链主要涵盖三大环节:上游的金属粉末材料研发与生产、中游的打印设备制造与工艺优化,以及下游的应用服务与后处理。本文将聚焦于金属3D打印产业链的上游与核心环节,盘点国内在该领域具有代表性的粉末研发、生产及成型技术企业,展现中国在这一前沿领域的产业布局与技术实力。
一、金属粉末材料:技术突破与自主化进程
金属粉末是金属3D打印的“墨水”,其性能直接决定了最终制品的质量。国内企业正加速突破高纯度、高球形度、粒度分布均匀的金属粉末制备技术,减少对进口材料的依赖。
- 专业化粉末生产商:如中航迈特、西安赛隆、江苏威拉里等企业,专注于钛合金、高温合金、铝合金、不锈钢、模具钢等高性能金属粉末的研发与生产。他们不仅提供标准牌号粉末,还根据客户需求进行定制化开发,部分产品在氧含量、流动性、松装密度等关键指标上已达到国际先进水平。
- 大型材料集团布局:宝武集团、有研科技集团等依托其雄厚的冶金与材料研发基础,积极进军金属3D打印粉末领域,致力于实现从原材料到粉末制备的全链条可控,保障战略性材料的供应链安全。
- 高校与科研院所衍生企业:许多企业脱胎于高校实验室或国家级研究院所,将前沿科研成果进行产业化转化,在非晶合金、高熵合金、梯度复合材料等新型粉末开发上处于领先地位。
二、打印设备与成型技术:自主品牌崛起与技术路线多元化
在成型设备与技术方面,国内已涌现出一批具有自主知识产权的企业,覆盖了激光选区熔化(SLM)、电子束选区熔化(EBSM)、激光定向能量沉积(DED)等多种主流技术路线。
- SLM技术领军企业:铂力特作为国内金属3D打印的龙头企业,已实现从粉末、设备到打印服务的全产业链布局,其大型SLM设备在航空航天领域应用广泛。华曙高科、易加三维、永年激光等也在中高端SLM设备市场占据重要份额,设备打印尺寸、精度和效率持续提升。
- 电子束与电弧增材制造:西安赛隆在电子束粉末床熔融(EBSM)技术上独树一帜,该技术在高活性金属(如钛合金)打印方面具有优势。中科煜宸等企业在以电弧为能量源的定向能量沉积(WAAM)技术上也取得突破,适用于大型金属构件的快速制造。
- 粘结剂喷射与间接成型:除了直接的熔融成型,国内如升华三维等企业也在推动粘结剂喷射金属3D打印技术,该技术具有打印速度快、成本相对较低的特点,适合批量生产,为金属增材制造的大规模应用提供了新路径。
三、产业特点与未来展望
目前,中国金属3D打印产业已形成以京津冀、长三角、珠三角和陕西为核心的产业集群,企业间呈现既竞争又合作的态势。许多企业不仅提供设备或材料,更提供从设计优化、工艺开发到打印制造的一体化解决方案。
行业整体仍面临核心部件(如高功率激光器、扫描振镜)依赖进口、工艺数据库与标准体系尚不完善、综合成本有待进一步降低等挑战。随着技术成熟度的提高和应用场景的不断拓宽,金属3D打印将与人工智能、数字孪生等技术深度融合,向智能化、网络化、绿色化方向发展。企业需要进一步加强基础研发,突破关键材料与核心部件瓶颈,深化与终端用户的协同创新,共同推动金属3D打印从“样品制造”走向“产品制造”,真正成为中国高端制造业的核心竞争力之一。
(注:本文为产业概览性盘点,所涉企业仅为部分代表性案例,未能详尽列出所有优秀企业,排名不分先后。)