來自先進制造聯(lián)盟的新研究將生產(chǎn)更便宜的、豐富的3D打印材料：鈦，該項目旨在提供一個更有效和更具成本效益的鈦制造工藝。FAST-forge是由Innovate UK資助的一項計劃，英國創(chuàng)新機構(gòu)認為，到2020年，增材制造為英國經(jīng)濟的貢獻將超過10億美元。

FAST-forge項目將由Safran Landing Systems、謝菲爾德大學(xué)、Strathclyde大學(xué)高級成型研究中心（AFRC）和Metalysis聯(lián)合開發(fā)。Safran作為與GE的CFM聯(lián)合航空企業(yè)的合作伙伴，他們的3D打印使CFM LEAP-1C發(fā)動機獲得了聯(lián)邦航空局（FAA）和歐洲航空安全協(xié)會（EASA）的批準(zhǔn)。

據(jù)悉，Metalysis正在開發(fā)生產(chǎn)用于金屬3D打印的球形金屬粉末，投入成本為2.50美元/公斤，而不是目前的70美元。如果成功，這將使鈦生產(chǎn)成為一個更具競爭力的選擇。Safran將管理該項目，提供組件的規(guī)格并測試它，評估該過程可應(yīng)用于其產(chǎn)品的其他地方。

Safran的Sam Evans說，“該項目有可能使鈦的供應(yīng)鏈多樣化，允許其繼續(xù)用于當(dāng)前的產(chǎn)品，并允許其引入到以前不可行的領(lǐng)域?！?/span>

鈦的歷史

Metalysis將為FAST-FORGE提供鈦合金，并計劃于2018年中期完成。位于英國北部謝菲爾德的Metalysis擁有全球?qū)ray、Farthing、Chen （FFC） Cambridge生產(chǎn)鈦和其他金屬合金的方法的權(quán)利。用于制造鈦的FFC工藝聲稱比現(xiàn)有選項更有效，更多細節(jié)可以在這里查看。

FAST-forge過程

FAST-forge系統(tǒng)有三個步驟。

首先，由金紅石砂制備鈦粉末。金紅石砂是廉價的氧化鈦的天然來源，并且容易獲得。

其次，使用現(xiàn)場輔助燒結(jié)技術(shù)（FAST）快速加熱粉末。 FAST，也稱為火花等離子體燒結(jié)（SPS）或脈沖電流燒結(jié)（PECS），在生產(chǎn)致密的金屬和陶瓷部件方面有應(yīng)用。使用電流、預(yù)燒結(jié)或生坯部件進行致密化，這允許在比爐或窯中更低的溫度下進行加工。

最后，使用鍛造工藝來產(chǎn)生特定部件的形狀和結(jié)構(gòu)。

“這個過程很有效率，例如三步技術(shù)在鈦部件的制造中提供靈活性。FAST-forge是一個生產(chǎn)航空級鈦合金的新工藝”，根據(jù)合作伙伴謝菲爾德大學(xué)材料科學(xué)與工程系透露道。

FAST-forge研究可能對航空航天工業(yè)產(chǎn)生重大影響。使用輕質(zhì)而堅固的材料的可能性具有極大的吸引力和節(jié)約成本的希望。該項目可以將航空零部件鍛造鈦材的成本降低到目前成本的三分之一以下，并減少浪費。 FAST-forge在目前定價的地區(qū)開辟了鈦的可能性。

AFRC首席執(zhí)行官Michael Ward解釋了這將如何加強英國在航空航天工業(yè)中的影響力，來自FAST-forge工藝的更便宜的鈦將保護英國作為第二大全球航空航天制造商的地位。隨著該行業(yè)在未來20年的發(fā)展，有潛力增加英國在市場上的份額。這將意味著供應(yīng)鏈在英國的擴張，因此擁有更多的高價值工作。

鈦金屬粉末市場

金屬化也正在進入用于3D打印的金屬粉末的生產(chǎn)，這是GE最近收購Arcam AB時，Arcam首席執(zhí)行官Magnus Rene說的。他解釋了他們在AP＆C的球形金屬粉末生產(chǎn)的設(shè)施，“我們擁有超過50％的鈦粉市場，未來也許我們擁有70％的市場”。

金屬粉末市場的競爭加劇，十億美元的金屬專家美鋁公司去年宣布，他們將專注于通過其Arconic公司生產(chǎn)金屬3D打印材料。作為一家新成立的獨立公司，Arconic在匹茲堡開設(shè)了一家價值6000萬美元的金屬粉末生產(chǎn)工廠。該工廠將為3D打印客戶生產(chǎn)工業(yè)用的鋁、鎳和鈦粉末。

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