采用3D打印和机加工回收废料生产优质金属粉末 3D打印循环

　　采用3D打印和机加工回收废料生产优质金属粉末 3D打印循环制造链条更加完善

　　金属3D打印过程中产生较多的废料、废品，这对于本来就非常昂贵的金属粉末来说，造成的浪费确实非常严重。当前，早有企业着眼于将金属3D打印过程中已经循环多次使用的旧粉、废件，甚至机加工的铣削、磨削废料拿来重新加工，进而生产优质粉末，其目的就是实现循环经济，降低企业的生产成本。

　　这项技术目前被美国6K以及MolyWorks公司大力倡导。据6K CEO介绍，气雾化法至少有50％的成本来自粉末的产量损失，而采用该公司的微波等离子体工艺的制粉效率则高达90-95％。该工艺能够非常精确地控制金属熔化成液滴的环境条件，通过调整时间、温度和流量大小，可以产生大量近乎完美的球形金属颗粒。采用机加工废料为原料，6K已经生产除了的高级In718镍基高温合金粉末以及钨、钼、17-4PH不锈钢、IN625、TC4等粉末产品。除此之外，6K公司还在开发3D打印用非共晶合金粉末，如高熵合金、特种铝合金等。

　　凭借该技术，6K成为世界首个可以利用可持续资源，生产增材制造粉末的公司。其目标是100％的利用进入供应链的所有材料，为增材制造用户提供一种新的项目成本管理和供应链控制方式，并同时朝着实现增材制造循环经济的方向发展。

　　2020年，美国航空航天增材制造企业Relativity Space宣布与6K建立战略合作，共同开发经济、可持续的材料用于火箭3D打印。该合作将建立闭环供应链，届时，Relativity生产过程中产生的废料将通过6K转化为优质粉末，并重新部署到Relativity工厂。两家公司还将共同开发用于火箭制造和太空应用的新材料。

　　MolyWorks的技术思路也是将金属打印的废料转化为优质粉末，同时该公司提出了　　“Mobile Foundry”的业务发展模式（也可称为移动方舱），即在金属废料的产生地现场消化并转化为优质粉末。该提案获得了美国小企业创新研究计划(SBIR)以及美国陆军的支持。移动方舱被运送到战场，现场将弹壳、损毁的发动机缸体、装甲甚至午餐盒等废料转化为优质粉末。同时，该公司还将钛合金锻造废料转化来的粉末3D打印成了空军起落架的非结构件。

　　一般而言，与开采和加工新矿石相比，回收金属往往具有更高的能源使用效率，但是回收给定材料的收益可能会有所不同。MolyWorks最为关注钛合金，其使用量占全球增材制造市场的30％左右，并且也是回收利用率最高的材料之一。钛合金在使用过程中具有抗腐蚀和防锈的功能，这意味着它在回收时会更纯净。钛合金在回收冶炼过程中需要高真空的熔融气氛以防止污染，约90％的钛废料可以回收利用，而其他金属（如钢和铝）的回收利用率基本接近60％。

　　材料的成熟度和扩展方向一直以来是3D打印发展的最大问题。近两年的材料发展超越了之前的5-10年，这得益于与传统制造业对比，3D打印无需开模、可以进行个性化定制，甚至不需要过多的后期机加工等繁杂的步骤。与此相对的材料价格也在不断下降。在产业不断发展的同时，更多的问题得以暴露，同时也产生了更多降低成本、发展循环经济的方式。

　　6K和MolyWorks，他们的发展模式为创造更好的3D打印体验提出了新的方向，产业涉及的范围也被拓展的更宽更深。

转自：ACME内部交流