近日，山西卓鋒鈦業(yè)成功研制出了3D打印的球形海綿鈦粉，其填補了我國鈦工業(yè)高端鈦粉產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的空白，打破了西方發(fā)達國家對這一項目的壟斷，更深遠的意義則在于，這在某種意義上標(biāo)志著3D打印技術(shù)真正開始走進了有色金屬加工制造，并為有色金屬在高端產(chǎn)品制造領(lǐng)域開拓了更為廣闊的應(yīng)用前景。
　　無獨有偶，日前有媒體報道稱，飛利浦公司下屬企業(yè)——醫(yī)療成像零部件制造商SmitR.ntgen——開發(fā)出了基于粉末床激光熔融的增材制造（即3D打?。┓绞郊庸ぜ冩u的工藝。該工藝通過選擇性的固化，用熔點高達3422攝氏度的金屬鎢制成的純鎢薄膜層來將一個數(shù)字設(shè)計建構(gòu)成一個三維產(chǎn)品。
　　這一能夠通過3D打印純鎢的專利技術(shù)，使SmitR.ntgen可以使用純鎢精確、高效地制造出高度復(fù)雜的凹面或支撐部件。“能夠3D打印純鎢零件已經(jīng)吸引了全球的關(guān)注，掌握這一技術(shù)后，創(chuàng)造新的創(chuàng)新產(chǎn)品和利基市場的可能性是無窮無盡的。”SmitR.ntgen負(fù)責(zé)營銷和銷售的PieterNuijts如是說。
　　3D打印即快速成型技術(shù)的一種，是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。
　　自2013年以來，3D打印技術(shù)在有色金屬領(lǐng)域的應(yīng)用屢屢見諸報端。這一技術(shù)以計算機三維設(shè)計模型為藍本，通過軟件分層離散和數(shù)控成型系統(tǒng)，利用激光束、熱熔噴嘴等方式將金屬粉末材料進行逐層堆積黏結(jié)，最終疊加成型，制造出實體產(chǎn)品。
　　山東大學(xué)材料液固結(jié)構(gòu)演變與加工教育部重點實驗室副教授武玉英向記者介紹了3D打印的工作原理：“3D打印技術(shù)主要是采用激光熔覆，它先把金屬熔化做成粉末，然后再把它凝固成型，再撒上粉、再凝固。不像普通打印機那樣直接打出來，而是分層疊覆的。”
　　與傳統(tǒng)制造業(yè)通過模具、車銑等機械加工方式對原材料進行定型、切削以最終生產(chǎn)成品不同，3D打印將三維實體變?yōu)槿舾蓚€二維平面，通過對材料處理并逐層疊加進行生產(chǎn)，大大降低了制造的復(fù)雜度。這種數(shù)字化制造模式不需要復(fù)雜的工藝、不需要龐大的機床、不需要眾多的人力，直接從計算機圖形數(shù)據(jù)中便可生成任何形狀的零件，使生產(chǎn)制造得以向更廣的生產(chǎn)人群范圍延伸。
　　當(dāng)然，3D打印技術(shù)對鋁箔、銅管等普通有色金屬產(chǎn)品來說，其意義遠不如在高端產(chǎn)品中的應(yīng)用前景，對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難以成型的產(chǎn)品——特別是軍工、航空、航天等領(lǐng)域的零部件來說，采用傳統(tǒng)加工工藝，不僅流程繁瑣、對于人工和設(shè)備的技術(shù)水平要求高、產(chǎn)品易出現(xiàn)誤差，而且由于流程長而導(dǎo)致的生產(chǎn)過程中的不可控因素增加的風(fēng)險都是存在的，采用3D打印則能夠有效避免上述狀況的發(fā)生。
　　武玉英教授還表示：“3D打印技術(shù)其實更加適合熔點高的金屬，目前使用較多的是鈦，鈦的熔點很高，在制作過程中它的熔化一直是關(guān)鍵問題，采用3D打印激光熔覆正好解決了它的熔煉成型問題。”
　　然而，目前有色金屬在高端產(chǎn)品制造領(lǐng)域中的應(yīng)用仍顯不足，鈦、鎢等金屬在航空、航天等領(lǐng)域中的應(yīng)用還存在許多問題，而3D打印技術(shù)則能夠彌補其中的一些缺憾。武玉英教授介紹說：“目前3D打印主要用來制作軍工、航空、航天的一些零部件，這些零部件用其他方式制造可能周期比較長、比較費料，結(jié)構(gòu)也不大好做，所以用3D打印能成功把它制造出來。”
　　然而，山西卓鋒鈦業(yè)等企業(yè)的試水似乎只是“好奇的探索”，需要解決的問題還有很多。其中最主要的問題就是成本。武玉英教授認(rèn)為：“3D打印成本比較高，生產(chǎn)一個很小的零部件，可能需要花費上百萬。如果作為民用生產(chǎn)技術(shù)，那么它的成本太高了，生產(chǎn)周期也比較長。所以就目前看來，這個技術(shù)更適用于高端金屬產(chǎn)品制造。”
　　此外，武玉英教授也表示：“3D打印技術(shù)還需要解決的一個關(guān)鍵問題就是控制零部件的變形和應(yīng)力的產(chǎn)生，因為它是激光熔覆的過程，在制作過程中可能是這頭受熱溫度比較高，那一頭是涼的，因此在加工制作過程中就會產(chǎn)生一些應(yīng)力或者變形。”
　　3D打印雖然還存在諸多問題，但其產(chǎn)品具備晶粒更小、強度更高、力學(xué)性能優(yōu)越等特點，應(yīng)用前景被許多人看好。日本沙迪克公司于今年7月宣布，其開發(fā)出了使用金屬材料加工的3D打印機“OPM250L”，并將于2014年10月開始銷售；西北工業(yè)大學(xué)凝固技術(shù)國家重點實驗室下設(shè)的激光制造工程中心通過激光立體成型技術(shù)，為國產(chǎn)客機 COMAC C919制造鈦合金翼梁；世界知名的超跑制造商Koenigsegg也在研究使用3D打印的鋁合金材料來生產(chǎn)汽車，以及汽車零部件。
　　3D打印技術(shù)在不斷地沖擊著我們的觀念，更給社會生活和工業(yè)生產(chǎn)帶來了無數(shù)新的可能，進而創(chuàng)造出更多的、難以預(yù)見的利潤空間。也許3D打印在如今看來仍然有許多問題亟待解決，但一如當(dāng)年互聯(lián)網(wǎng)誕生之初的“昂貴”和如今的迅速普及，誰也不能否認(rèn)，3D打印是否會成為下一個“互聯(lián)網(wǎng)”——起碼在現(xiàn)階段，我們能夠看到的，是通過3D打印技術(shù)制作高端有色金屬制品已經(jīng)成為現(xiàn)實，相信隨著技術(shù)的成熟和設(shè)備的進步，使用這一技術(shù)來創(chuàng)造出真正的飛機、汽車等也將不會遙遠，而對于有色金屬行業(yè)來說，3D打印技術(shù)不僅拓展了有色金屬制品在航空、航天、軍工等高端產(chǎn)品制造領(lǐng)域的應(yīng)用前景，更為我們企業(yè)的發(fā)展提供了更廣闊的空間。（趙天寧）