冷喷技术最早是俄罗斯原苏联科学院西伯利亚分院于上世纪80年代中期发明的，目前主要用于机械维修方面。在美国，该技术应用最多的是军事领域，主要用于修复美军的镁合金直升机零件。但用的材料都是质地较软、熔点较低的合金，比如铜、铝、锌等。
不过，随着这项技术的发展，适用于冷喷技术的材料越来越丰富了。近日，澳大利亚Titomic与全球国防制造商达成合作，提供2台设备和其他服务，合作总金额高达2500万美元。
来源:Titomic
从设计到认证的布局
Titomic的Kinetic Fusion冷喷技术可以3D打印工业级别的钛制零件，速度比DED定向能量沉积快5-20倍。该技术能以超音速加速钛颗粒，可用于制造9 x 3 x 1.5米尺寸的零件，并大大降低材料成本。
Titomic已与Composite Technology签订了具有约束力的协议。该合同将提供两台Titomic KineticFusion®（“ TKF”）系统，这将为Titomic带来大约2500万美元的销售收入。根据该协议，Composite Technology为产品和组件提供国防相关产品（北约替换部件）的认证，以确保设计、开发和生产过程相关的质量。
TKF制造过程将通过Composite Technology技术认证，以向全球国防市场提供国防产品。Composite Technology需要基于Titomic的制造技术进行为期两年的广泛研究和原型设计，以确保满足TKF制造系统的设计、开发和生产能力，并满足国防领域的质量要求。
此外，作为合作协议的一部分，Composite Technology和Titomic将共同开发新的材料技术和制造工艺IP，这些IP仅仅用于国防产品的开发与制造。
3D科学谷Review
3D科学谷之前谈到冷喷技术被用在制造领域并不罕见，包括GE的冷喷技术以及澳大利亚Titomic公司的冷喷技术。此外还包括Plasma Giken公司以及Inovati公司。美国的Inovati公司是全球较早而且颇为成功的一家低压冷喷涂设备制造商，总部位于美国的加州。
使用氮气或氦气将金属粉末加速至超音速，每小时产生高达45 Kg材料的沉积速度。对于Titomic可以生产的零件而言，结构零件常规的加工时间要求可达200小时，Titomic的冷喷过程可以在6个小时内完成。相比之下，EBAM可以以9.07公斤/小时的速度沉积材料，送粉的DED几乎可以达到2.9公斤/小时，而送丝的另外一种DED技术（如Norsk Titanium的设备）可以达到2公斤/小时。
Titomic的工艺最显着的优势不仅仅在于材料的承受能力。对于一些人来说，钛可能是地球上最丰富的金属之一，但却十分昂贵。成本高的一个原因与Kroll法的钛提取工艺有关。这要求苛刻的工艺步骤包括提取、净化、海绵生产、合金制造、成型和成型。
澳大利亚拥有含钛矿砂的丰富资源。有几个过程可以经济高效地直接从矿砂中生产钛粉，而无需通过耗能非常高的Kroll工艺。此外，目前的工艺通过提取钛生产出棒状物，这些棒状物后来被雾化以再次产生粉末，这是一个高耗能的过程。而为了具有竞争力，增材制造的钛粉成本需要从目前的300美元/公斤下降到20-50美元/公斤左右。
目前增材制造用的钛粉价格如此昂贵的另一个原因与雾化过程的低效性有关。3D科学谷了解到出粉率低是行业普遍遇到的瓶颈，而根据Titomic公司，大多数雾化粉末（高达80％）不能用于增材制造工艺中，因为杂质和颗粒尺寸不完善。这意味着产出不一致，价格保持高位，需求未得到满足。虽然目前这在医疗和航空航天等高附加值的应用中不是主要问题，但它限制了增材制造技术在其他领域量产批量生产中的广泛采用。
3D科学谷了解到，Titomic公司联系了多达69家钛粉供应商和生产商，但是用于增材制的钛粉占这些粉末厂商很小的收入比例，大多数厂商仅卖出每年约10万美元的增材制造用钛粉，而粉末生产设备可能花费数百万美元。
为了降低对钛粉末的要求，Titomic的技术已经可以使用粗糙的钛粉生产9 x 3 x 1.5米的零件。事实上，大小没有固有的限制。由于不施加热量，零件不会弯曲，也不会出现分层现象。这与锻造相比不仅仅有加工的优势，考虑到锻造设备的成本，每个设备大约2000万美元或更多的价格。Titomic声称他们的系统可以取代金属铸件和锻件。
白皮书下载，加入3D科学谷产业链QQ群：529965687
网站投稿请发送至2509957133@qq.com
欢迎转载，长期转载授权请留言
