第三届华南注射成形及增材制造技术与应用高峰论坛

| 3DScienceValley · 2021/09/12

2021年9月9日，第三届华南注射成形及增材制造技术与应用高峰论坛在深圳国际增材制造、粉末冶金与先进陶瓷展览会（Formnext+PM South China）开幕首日解开了MIM与增材制造行业发展的“密码”。

本届论坛由北京科技大学新材料技术研究院曲选辉院长、上海富驰高科技股份有限公司中央研究院邓忠勇院长和昆山耀德企业咨询有限公司邱耀弘博士担任主持。

14位报告嘉宾探讨先进材料和创新成形技术

依托深圳在技术环境、城市活力、人才储备等各方面优势，本届论坛吸引了数百位高新技术企业高管和行业专家齐聚，共同探讨先进材料和创新成形技术，分享前沿的注射成形和增材制造技术应用案例。让我们一睹14位报告嘉宾的精彩演讲！

针对钛合金粉末生产成本高、加工性能差，尤其是复杂形状钛合金部件难以成形加工的难点，在钛合金凝胶注模成形环节的难点中，同样是低氧控制。郭教授指出在制备微细低氧钛粉后，生产及使用过程中如何让隔离控氧是关键，并向大家简单的介绍了粉末无氧钝化技术。基于MClx(气)-Ti(固)气-固表面反应，在钛合金粉表面形成Ti-M-Cl的无氧钝化层，既可以防止钛合金粉表面在成形过程中的氧化，高温时又能促进烧结致密化。在此基础上，还可以实现钛合金凝胶注模成形和注射成形过程中的低间隙控制和烧结致密化，制备出氧含量≤0.28wt.%，致密度≥98%，抗拉强度≥900MPa，屈服强度≥850MPa，延伸率≥10%的钛合金近净成形零部件。

骆总拥有九年行业相关从业经验，在本次演讲中向参会嘉宾介绍了星特烁科技生产的第5代草酸催化脱脂炉，并详细说明了该设备的8大特点：更适应特殊/活泼金属的催化脱脂；独特控温技术：8区动态独立联控；独特升华技术：草酸涡流雾化法、多段脱脂速率控制技术、环保尾气处理系统；更安全的技术：氧监测、炉压监控；改性草酸：实现超低温脱脂。

来自刚刚科创板上市的悦安新材李总，本次演讲内容分为三大板块：高性能注射成形材料的发展趋势、高性能增材制造材料发展趋势以及注射成形—增材制造融合趋势及展望。李总认为未来高性能注射成形材料发展方向逐渐趋向磁性、强度等功能性提升，还逐渐趋向轻量化、复合材料化。

丁先生为参会代表介绍了MIM的应用领域主要是手机、汽车、五金配件、钓具等，简要说明了MIM生产流程，指出MIM在制品成形后单重稳定性差这一行业痛点。针对单重稳定性问题，上海发那科自主研发的ROBOSHOT设备，在重量稳定性上实现了高精度控制，配备逆流监视、精密计量、实验测试、使用寿命长和AI模具保护等特点，可以有效解决MIM制品单重稳定性差的问题。

陈总深耕金属注射成形材料多年，他表示316L是传统高抛光材料在注射成形器件中的应用案例、注射烧结316L的材料特性、316L高硬度材料介绍、G19材料特性、钴基材料和若干高抛光材料粉末的介绍。也向大家推荐了，由慧金材料开发的G19氮化烧结材料，其屈服强度为316L的2-3倍，硬度范围Hv：180-250，在氮化烧结中表现为无磁性的属性特征。

自惠普公司发布了专为大批量生产工业级金属零件而研发的HP MetalJet 3D打印技术以来, 领先制造企业GKN和Parmatech等已经在其工厂规模部署了该数字制造系统，重塑汽车、消费电子、工业和医疗行业的工厂生产模式，其创新型垂直行业终端零件用户包括知名品牌大众汽车、威乐、Primo Medical Group、OKAY Industries和Cobra Golf等。全新HP金属 Metal Jet技术能够以明显高于现有3D打印方式的工作效率及显著降低的运营成本，生产功能性终端机械零件。Metal Jet数字制造方案已面向全球部分地区客户交付，预计于2022年进入中国市场。在未来，惠普3D打印顺应潮流，期待与粉末行业的交流融合！

张工在本次演讲中表示3C产品依然是MIM行业的主流业务来源，汽车行业MIM产品需求有增长趋势，医疗行业MIM产品需求有待进一步开发，电动工具行业需求稳定。在手机制造中，折叠屏手机未来可能会让使3C产品在MIM业务占比进一步提高。同时，张工看好建筑五金行业未来前景，并认为家具五金也会有新的发展机会。

贾先生对铂力特的发展历程及业务范围做了介绍：公司自1985年成立，历经34年的奋斗，在2019年成功上市，成为“科创板3D打印第一股”；铂力特公司发展至今，其业务范围主要包含金属材料制造原材料、增材制造零件、增材制造设备和技术服务4大板块，并通过诸多实践案例形成了铂力特特有的技术特征。

粉末注射成型（PIM）所使用的喂料制造、回收设备均脱胎于橡塑行业，由于粉末喂料与橡塑材料特性的差异，传统设备难以高效的制造高质量的注射成型用喂料。针对这一行业现状，聂总以亘易隆自开发出适用于PIM的混炼造粒一体机为例，改良原有设备时，企业也应该探索各种粘结剂在PIM中的应用。亘易隆便是结合日本atect的热脱脂粘结剂，制作了高装载量喂料和非铁基金属喂料，以达到减少零件形变、提高零件性能的目的。

针对目前传统破碎机工作时存在大量扬尘和噪音的问题，亘易隆推出了全新的注射机边喂料回收设备。机边破碎机为PIM工艺专门定制设计，可以破碎金属或陶瓷注射时产生的水口和产品，获得均匀的破碎颗粒。同时设备体积小，可以轻易安置在注射机边，实现专机专用，避免材料污染。

随着增材制造在航空航天、汽车等领域的不断推广和应用，带来了轻质合金材料需求的快速增加，赵总介绍了铝合金由于资源丰富、轻质、比强度高等优点，成为需求增长最快的增材制造材料之一。据SmarTech发布关于铝合金增材制造市场机会的跟踪和预测报告，铝合金增材制造正在快速增加，未来10年将以每年近50%速度增长。

由于铝合金密度低，增材制造专用的球形铝合金粉末还存在卫星球、空心粉、粉末流动性较差等问题，这些都是增材制造过程的不利因素。因此，高流动性高强度的铝合金粉末开发成为行业主要课题，体积小、质量好、高流动性、高强度的铝合金粉末将主要应用于航空、航天和航海产业。

张工的演讲分为生物医学和医疗器械金属材料、MIM的生物医学和医疗器械应用、生物相容性MIM材料的性能，并展望了MIM生物医学和医疗器械材料的未来发展等几大版块，向参会代表详细介绍了医用金属材料的主要种类、理想医用金属材料性能、生物医用金属材料性能数据等方面的知识点，让参会观众对生物医学金属材料有一个清晰的认识。

麦总主要讲述了桌面金属3D打印和MIM的异同；桌面金属3D打印如何帮助客户缩短产品开发周期并降低成本，在这一板块，麦总着重向大家介绍了由上海复志研发的全球首款第二代桌面金属3D打印解决方案，该解决方案具有第一层流量自动控制、模块化设计、草酸催化、低能耗等特点，是基于MIM行业Catamold技术的多年成熟工艺沉淀；开放共赢：Raise3D 金属生态合作体系说明。

金工多年来专注于研究粉末共注射成型技术，在本次演讲中，向参会嘉宾主要介绍了Co-MIM是传统的金属注射成形和聚合物三明治注塑成形提出的一个新概念，是可以在同一个零部件中将金属材料和一个完全不同的材料结合在一起，在冶金结合领域可以做到大批量、低成本、导电+绝缘、强度+韧性的地步，未来可能会在冶金结合领域占据大部分市场。

邱博士强调，金属粉末成形技术的目的在于解决人类对强固且多功的金属零件需求，尤其是几乎化于无形的小型金属零件。人们可能没有意识到这些小型金属零件已经融入日常生活中，例如它们被应用在智能手机上。但行业人士最关心的还是增材制造技术到底能走多快，追上小型金属零件制造技术的兄弟 – 粉末压制法和粉末注射成形法。因此，邱博士针对基于烧结法的金属粉末成形技术的推进做了回顾与探讨，并提出”轮廓与形貌的快速定义+批量且同步的高温固化“是基于烧结法的高速生产金属零件的法则。