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港研制新型低成本金属3D打印机耗材 大大减降低产业门槛

作者: 15**15

来源:客户端

发布时间:2018-10-09 17:23:29

点击量:596

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生产力促进局首席顾问(工业4.0及增材制造)单铭贤表示,3D打印机市场的发展像2D打印市场一样,设备价格愈卖愈廉宜,而耗材成为了重要的盈利点。


智慧材料科技总经理黄曼利(左)对生产力促进局的技术方案很有信心,计划投资7000万元在珠三角设立新厂房生产3D打印金属粉末。旁为单铭贤。


现时,FDM3D打印机售价已经很低,但金属3D打印机售价仍普遍逾100万元,但也在渐渐降价;但专供金属3D打印机使用的金属粉末耗材,价格仍然非常高,以不锈钢粉末为例,每公斤售价达1800元至3000元。 

现有业者生产良率仅两成多 单铭贤指出,专供金属3D打印机使用的金属粉末耗材昂贵,因为金属粉末必须够幼细,直径在30微米以下,形状要接近球体。现时,大部分生产商的生产良率(Yield Rate)约两成多。因为生产良率低,间接令到3D打印金属粉末的生产成本居高不下。

此外,现时绝大部分3D打印金属粉末都是由外国公司生产,由于竞争不足,自然没有诱因减价。他又称,简单来说,供3D打印机使用的金属粉末,是将金属棒以高温熔化,然后再气雾化及冷却制成,原材料价格不太高,绝对是一门高增值生意;以不锈钢棒为例,每公斤售价200多元;但制成供3D打印机使用的不锈钢粉末后,每公斤售价达1800至3000元。

金属粉较原材料升值数倍 现时,在整个粉末冶金技术市场中,压制和烧结等传统粉末冶金技术仍占94%至96%,新兴粉末冶金技术占4%至6%;其中3D金属打印只占新兴粉末冶金技术市场中的小部分,但增长率不容忽视。根据Technology Market Watch估计,3D打印金属粉末在2015年的需求约181万公斤,到2020年将会增至862.5万公斤,平均每年复合增长率达36.6%。

因此,单铭贤和生产力局顾问(工业4.0及增材制造)陈伟伦两年多前就开始构思,如何协助港商打入3D打印金属粉末市场,尤其是五金行业的厂商。箇中关键是,既要做技术转移工作,协助港商掌握有关技术;又要改良有关技术,提高生产良率,才能令港商有较强竞争力。



他们约两年前开始研发一套「真空超音速气雾化金属粉末材料生产系统」,从原理来说,这套系统和外国生产商现时使用的系统没有大分别,但他们通过大量研究,改进结构上的细节和尺寸,令生产良率大幅提高,节省生产成本。

例如,整合喷嘴及熔体输送管道,缩减喷嘴与雾化点之间的距离,减少能量损失及减少惰性气体使用量;采用可以产生超音速气流的喷嘴结构来减小金属粉末尺寸等。改进后的设计,能够改善熔液流速、气体压力和流速、金属雾化点的飞行距离等影响金属粉末形状及尺寸的重要参数,大幅提高生产出精细金属粉末的比例。



生产力局方案生产成本降60% 根据该局的测试和计算,系统生产3D打印不锈钢粉末的良率达到约50%,比现时大部分生产商的两成多良率要高出约1倍;此外,若以生产相同重量的不锈钢粉末比较,生产成本可以下降60%。


商用系统需占地2.15万方尺

现时这套系统已经占地50平方米,并高达6米,是局内最大的一部机器,但他们认为,它只是示范型号,每批次产量只有10公斤;若要用作商业生产,每批次产量至少要达到200至250公斤,最好是有500公斤。若以每批次生产500公斤来设计,系统的生产型号将要占地2000平方米(约2.15万方尺)及高15米。

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