3D打印（增材製造）一經問世，就帶著“顛覆性”技術的光環，經過近幾年的快速發展，3D打印已在航空航天、模具、醫療、首飾等多個(ge) 領域中獲得批量化應用，從(cong) 發動機燃油噴嘴、葉片、隨形冷卻模具、骨科植入物到筆筒、台燈，都能夠在3D打印機下實現快速成型。用於(yu) 增材製造的金屬材料被稱為(wei) 3D打印機的“墨盒”，是影響金屬3D打印過程的基礎和關(guan) 鍵所在，北京經開區增材製造和新材料技術創新中心（以下簡稱：創新中心），由中航邁特粉冶科技（北京）有限公司牽頭，聯合北京科技大學等單位建設，將增材製造專(zhuan) 用材料的研發延伸到應用環節，兩(liang) 年實現10餘(yu) 種增材製造材料國產(chan) 化，推動3D打印在更多領域規模化應用。

破解行業(ye) 難題，增材製造研發延伸至應用環節

走進增材製造和新材料技術創新中心，示範生產(chan) 線旁邊的展台上，擺滿了形狀各異、結構複雜的金屬高精密零部件，格外吸引眼球。該中心主任馬騰隨手拿起一個(ge) 燃油噴嘴介紹說，燃油噴嘴通過一體(ti) 化成型，內(nei) 部含有複雜的流道，用3D打印技術代替傳(chuan) 統鑄造、焊接方式生產(chan) ，不僅(jin) 縮短了生產(chan) 周期，也使零件重量更輕、穩定性更好。金屬粉末是3D打印的關(guan) 鍵，高溫合金材料成分、製粉工藝、原材料製備等各環節都需要突破重重技術難關(guan) 。

上遊金屬材料企業(ye) 開發的粉末產(chan) 品，雖然成分及各項指標達到了標準要求，但供應到下遊客戶企業(ye) 進行3D打印生產(chan) 時，仍然存在開裂、性能指標不合格等現象，這是增材製造行業(ye) 領域普遍存在的難題，創新中心探索出一條增材製造和新材料開發工藝結合的創新路徑，破解行業(ye) 難題。

據馬騰介紹，2019年中航邁特粉冶科技（北京）有限公司落戶北京經開區之初，在北京經開區支持技術創新中心建設政策的引導與(yu) 扶持下，成立了增材製造和新材料技術創新中心，在創新中心占地800餘(yu) 平方米的空間內(nei) ，搭建了兩(liang) 條增材製造示範線，同時引進金相組織分析、力學拉伸實驗、熱處理爐等一整套設備。“我們(men) 將原本在下遊客戶開展的打印測試前移，在金屬材料研發過程中，引入3D打印測試組織及性能測試環節。”馬騰說，以前根據需求研製出金屬材料粉末交付客戶單位進行打印測試，如今金屬粉末製備完成後在創新中心進行3D打印測試，發現問題時有針對性地改進成分與(yu) 製備工藝，直到打印測試合格才交付客戶單位，減少了終端客戶在測試時可能出現的問題，大大節省了客戶的產(chan) 品研製到生產(chan) 的時間。

打印檢測、工藝優(you) 化說起來容易做起來難。一種高溫合金材料往往含有十幾個(ge) 元素，至少含有5種合金化元素，3種微量元素，每一種材料的打印測試、成分優(you) 化、製粉工藝調整及打印工藝優(you) 化，往往需要經曆至少3輪以上的測試，不斷尋找關(guan) 鍵影響因素並進行優(you) 化。得益於(yu) 創新中心這個(ge) 平台，通過與(yu) 高校科研院所、行業(ye) 龍頭企業(ye) 協同研發，中航邁特不僅(jin) 持續提升了研發能力，還加快了製粉工藝優(you) 化的速度。

解應用商之難，助產(chan) 品創製周期縮短兩(liang) 月以上

“幫助我們(men) 縮短了幾個(ge) 月的研發周期，新產(chan) 品的注冊(ce) 上市更有把握了。”近期，創新中心收到了一家醫療器械領域客戶企業(ye) 的感謝信息，印證了應用測試與(yu) 新材料研發相結合路徑創造的效益。

這家醫療器械客戶企業(ye) ，研發了一款新型骨科植入物，為(wei) 骨科疾病相關(guan) 適應症患者植入骨骼假體(ti) ，恢複肢體(ti) 機能。這家企業(ye) 選擇3D打印進行定製化生產(chan) ，並采用中航邁特開發的金屬材料。在金屬材料研製開發後，通過創新中心打印測試、優(you) 化工藝，交付給這家企業(ye) 後，快速生產(chan) 出符合性能指標的產(chan) 品，為(wei) 其縮短了2-3個(ge) 月的研發周期。

如今，3D打印技術在航空航天、數字醫療、汽車、軍(jun) 工、模具等眾(zhong) 多行業(ye) 領域得到廣泛應用。如同這家醫療企業(ye) 一樣，中航邁特的客戶普遍對增材製造材料研發交付節點有著嚴(yan) 格的要求，創新中心憑借應用測試與(yu) 新材料研發相結合的方式，聯合高校、科研機構開展技術攻關(guan) ，符合性能指標、符合生產(chan) 需求的產(chan) 品及時交付，為(wei) 眾(zhong) 多客戶企業(ye) 縮短了研發周期。

經過幾年的研發與(yu) 技術經驗積累，創新中心知識產(chan) 權方麵，已申報涵蓋新產(chan) 品、新工藝、新材料，製粉技術、製粉裝備等領域的52項專(zhuan) 利，其中發明35項。今年初又布局了將近80項專(zhuan) 利，用創新技術推動行業(ye) 領域發展。

加碼材料研發，10餘(yu) 種主流合金材料國產(chan) 化

創新中心通過將新材料的研發延伸至增材製造應用環節，使得中航邁特新材料研發工作更具有針對性，3D打印應用的主流材料，快速在北京經開區實現國產(chan) 化。

據馬騰介紹，創新中心研發團隊在兩(liang) 年時間裏，已經研發攻關(guan) 實現了十餘(yu) 種3D打印領域主流材料國產(chan) 化，其中包括至少6種高溫合金材料和鈦合金材料，2種鋁合金材料。主流材料的國產(chan) 化打破了國際壟斷，降低了成本、縮短了研發供應周期，推進3D打印技術向多領域大規模應用快速邁進。

GH3230高溫合金材料是3D打印領域普遍應用的材料，由於(yu) 這種材料工藝化困難，打印過程中開裂、性能不合格等問題難以解決(jue) ，此前這種材料的國內(nei) 市場被幾家國外企業(ye) 壟斷。在創新中心，研發團隊與(yu) 多家高校與(yu) 科研院所協調聯動，經過8個(ge) 月左右時間，進行了至少6輪次的工藝優(you) 化，最終實現了GH3230高溫合金材料的國產(chan) 化替代。

未來，創新中心將不斷提升研發能力。據馬騰介紹，3年內(nei) 將擴大創新中心空間，增加增材製造示範生產(chan) 線，還將把創新中心建設成為(wei) 行業(ye) 領域的公共服務平台，為(wei) 行業(ye) 高質量發展貢獻力量。