航空軍(jun) 用3D打印行業(ye) 根據機型研製進度和批量生產(chan) 進度的推進預計將進入快速成長期。2014年市場需求約為(wei) 4億(yi) 元，預計2020年市場空間為(wei) 40億(yi) 元。粉體(ti) 材料是金屬3D打印的“糧食”，打印中使用的金屬粉末材料質量會(hui) 直接影響到成品率和產(chan) 品質量，而其中又以航空用鈦合金球形粉末的製造難度最高。

　　根據3D打印行業(ye) 谘詢公司Wohlers Associates的統計，2013年全球3D打印的銷售總額為(wei) 30.7億(yi) 美元，較2012年大幅增長39.3%。Wohlers Associates同時預測，未來5-10年裏全球3D打印市場仍將以20%的速度複合增長，2021年全球銷售總額接近110億(yi) 美元。

　　3D打印是未來工業(ye) 的重要組成部分，目前仍處於(yu) 產(chan) 業(ye) 化初期。3D打印已經在航天航空的大型金屬結構件、精密零部件直接製造中有大量應用，最廣泛應用在於(yu) 航天航空軍(jun) 工和生物醫療領域。

　　至2020年航空軍(jun) 用3D打印規模預計擴大至現有10倍

　　以LCD為(wei) 主的3D打印技術在飛機鈦合金大型整體(ti) 關(guan) 鍵結構件激光快速成形工藝、工程化成套裝備與(yu) 裝機應用關(guan) 鍵技術等方麵取得了重大進展，在幾個(ge) 重點型號的軍(jun) 機的研製中承擔了大型鈦合金機構件研製和試製工作，並成功試製出綜合力學性能達到和超過鈦合金鍛件的主承力結構件，得到了軍(jun) 方和中航工業(ye) 等相關(guan) 單位的高度褒獎和認同。2013年王華明教授主持的“飛機鈦合金大型複雜整體(ti) 構件激光成形技術”項目獲得國家技術發明一等獎。

　　激光熔覆沉積技術近期可預見比較合理、確定的市場主要集中在幾個(ge) 已認可該技術並需要該技術幫助其突破技術瓶頸的新的軍(jun) 機產(chan) 品市場。先進飛行器的製造中，部分形狀複雜，對力學性能要求較高的零件用普通的加工方法製造成本高（材料利用效率低）、加工周期長。改用3D打印可以有效降低複雜零件的製造成本和加工周期，還能有效提高零件的力學性能。在四代和五代機的製造中，3D打印航空材料必不可少。其中：幾個(ge) 重點型號飛機中涉及的主要零件包括起落架三大構件（共18件/架，總重量2640千克）、機身主起對接框(共8件/架，總重量1000千克)、主承力加強框（4－6件/架，總重量520-780千克）、起落架對接框（1件/架，總重量100千克）等；所有零件單架合計總重量約為(wei) 4700千克。

　　預計航空軍(jun) 用3D打印行業(ye) 根據機型研製進度和批量生產(chan) 進度的推進，進入一個(ge) 快速成長期。2014年市場需求約為(wei) 4億(yi) 元，2020年預計市場空間為(wei) 40億(yi) 元。

　　金屬粉體(ti) 材料是3D打印核心 四種生產(chan) 工藝對比

　　金屬粉末材料的開發和製造是3D打印的核心。粉體(ti) 材料是金屬3D打印的“糧食”，打印中使用的金屬粉末材料質量會(hui) 直接影響到成品率和產(chan) 品質量，而航空用鈦合金球形粉末的製造難度最高。航空鈦粉有四個(ge) 基本要求：粉末粒度細分布區間窄；流動性好；球形度高和鬆裝密度高，隻有少數企業(ye) 具有生產(chan) 3D打印鈦粉的能力。

　　以同步送粉激光熔覆為(wei) 主要技術特征的激光立體(ti) 成形技術一般選擇粒度小於(yu) 60目的球形粉末作為(wei) 原料；以粉末床為(wei) 主要技術特征的選區激光熔化技術一般選用-200目或-250目的球形粉末作為(wei) 原料。-250目的球形粉末產(chan) 率低，因此售價(jia) 較貴。

　　目前國際上有四種主流工藝來製造金屬粉體(ti) 材料。國內(nei) 大多采用PREP和VGA法進行製造。

　　感應等離子霧化法（PA）的產(chan) 品球形率高、含氧量低、粒度細且均勻、-250目細粉產(chan) 率高（可以到40%以上），盈利性最高，但全球僅(jin) 有加拿大的雷默工業(ye) 的一條自建生產(chan) 線采用該工藝，其設備不對外銷售。

　　等離子旋轉電極法（PREP）的產(chan) 品在球形率和含氧量都和PA法類似；但粒度上不如PA細，並且-250目細粉的產(chan) 率較低（國內(nei) 10%-15%，俄羅斯20%-30%），總體(ti) 盈利性低於(yu) PA。與(yu) 寶鈦股份有合作關(guan) 係的寶雞海寶主要采用這種方法進行生產(chan) 。

　　惰性氣體(ti) 霧化法可以用海綿鈦直接製造，材料成本較低，細粉率比較高，粒度可以做的和PA一樣，但球形率較低，含氧量較高、會(hui) 產(chan) 生空心球體(ti) 粉末，總體(ti) 盈利性低於(yu) PA。銀邦股份的參股公司飛而康采用該工藝製造。射頻等離子球化法使用鈦粉進行生產(chan) ，產(chan) 品的粒度較細，但含氧量較高，容易產(chan) 生衛星球影響球化率。

　　寶鈦股份 與(yu) 合資各方產(chan) 業(ye) 鏈布局完整

　　2014年5月，寶鈦股份發布公告，與(yu) 王華明（北航3D打印團隊領導人）、寶雞市海寶特種金屬材料有限責任公司、北京北航先進工業(ye) 技術研究院有限公司共同出資1000萬(wan) 元設立北京增材製造技術研究院有限公司。首期投資較少，市場人士表示，認為(wei) 增材研究院前期以進行3D打印材料及工藝的研究及探索為(wei) 主，並有望接到少量軍(jun) 工訂單。

　　一方麵，合資公司的股東(dong) 方之一的王華明團隊技術領先。王華明及其團隊是國內(nei) 飛機鈦合金結構件激光快速成形裝機應用技術（航材3D打印技術）的開發者，該技術獲得國家技術發明一等獎。使用該技術試製出的零件性能全麵超越美國F22和F35零件，且重量大大低於(yu) 美國零件。另一方麵，合資公司的另一股東(dong) 方寶雞海寶是國內(nei) 3D打印粉末生產(chan) 商之一，具有10年球形粉末的生產(chan) 經驗。寶雞海寶主要采用等離子旋轉電極法進行生產(chan) ，目前年銷量十噸左右，主要供應給西北工業(ye) 大學等研究機構。

　　新成立的北京增材製造技術研究院的三大股東(dong) 方各有技術優(you) 勢，未來有望形成由寶鈦股份製造鈦合金棒材、海寶將鈦合金棒加工成球形粉末、最後由增材研究院或者王華明團隊持股的其他企業(ye) 加工為(wei) 航空零件。與(yu) 國內(nei) 其他3D打印企業(ye) 相比，寶鈦與(yu) 合資方的產(chan) 業(ye) 鏈布局完整，商業(ye) 模式清晰，強強聯合，發展前景廣闊，將顯著提高在軍(jun) 工方麵的競爭(zheng) 力。

　　銀邦股份 參股航空航天用3D打印公司

　　銀邦股份持股45%的飛而康公司同時具有3D打印粉末和3D打印零件的生產(chan) 能力。技術團隊核心吳鑫華教授具有多年3D打印的研究經驗，特別是在鈦合金球形粉末和航空航天用3D打印零件的製造方麵有比較成熟的產(chan) 業(ye) 化經驗。

　　飛而康公司采用惰性氣體(ti) 霧化法生產(chan) 3D打印用鈦粉，目前產(chan) 能在90噸左右，其中細粉占總產(chan) 品比例的40%左右，含氧量也有較好的控製。2013年9月，公司獲得龐巴迪宇航公司3.83萬(wan) 美元的鈦合金粉末製造熱等靜壓工件訂單，工件製造完成後由龐巴迪宇航公司進行評估。該訂單標誌著公司已經具有開拓國內(nei) 外市場的能力，一旦通過評估，大規模訂單預計將接踵而來。

　　公司自身已向軍(jun) 工領域拓展邁出了更堅實一步。2014年7月25日，公司就與(yu) 兵工研究院簽訂了《低成本某型疊層裝甲鋁合金板材工業(ye) 化生產(chan) 合作合同》，主要就某型疊層裝甲鋁合金板材的試製、生產(chan) 及推廣應用等方麵展開合作。9月3日，公司再次發布公告，與(yu) 兵工研究院簽訂了《戰略合作協議書(shu) 》，為(wei) 促進高性能輕金屬複合裝甲材料產(chan) 業(ye) 的發展，雙方共同建設輕金屬複合裝甲材料的研發、生產(chan) 與(yu) 評價(jia) 基地。市場普遍認為(wei) ，這是前期雙方在生產(chan) 合作合同的基礎上進一步深化合作，將公司與(yu) 兵工研究院的合作由某單一產(chan) 品提升到全方位高性能輕金屬複合裝甲材料領域。