1、- White Paper Series -3D科學谷白皮書系列3D打印與高溫合金白皮書1.0White Paper of 3D Printing and High-Temperature Alloys 1.0Version ID:中文English2百萬+點擊量（年）10萬+訂閱用戶；4百萬+閱讀量機械工人出版社發行，京東、當當有售AME卓越論壇聚焦3D打印改變產品的方式行業應用白皮書提升行業對3D打印的認知水平3D Science Valley市場研究白皮書系列、Insights行業洞見、AME卓越論壇、3D打印與工業制造，四大板塊之間相互聯動，3D科學谷立足上海與德國柏林，全球視野，精準

2、洞察，()，是國際上最有影響力的3D打印界的智囊平臺。能量聚合融合交匯認知貫通升級多維全球高溫合金基本情況1高溫合金分類參考資料：維基百科高溫合金基體元素種類鐵基高溫合金鈷基高溫合金材料成型方式合金強化方式鎳基高溫合金固溶強化型高溫合金時效沉淀強化高溫合金纖維強化型高溫合金變形高溫合金粉末冶金高溫合金鑄造高溫合金高溫合金是指以鈦、鎳、鈷為基，能在600以上的高溫及一定應力作用下長期工作的一類金屬材料。高溫合金具有較高的強度、良好的抗疲勞斷裂性能，較強的抗熱腐蝕性以及出色的組織穩定性，應用領域包括航空發動機、航天發動機、能源、核工業、石油化工等領域。參考資料： Roskill高溫合金應用領域2高

3、溫合金應用領域我國高溫合金材料年產量約1萬噸，每年需求量約2萬噸，高中端需求約3000噸。參考資料： 產業信息網中國高溫合金應用市場3中國高溫合金應用市場航空發動機16000軍用發動機230燃氣輪機1500汽車渦輪增壓器3800核能2300中國高溫合金應用市場年需求量（噸）航空航天4- 燃氣室燃氣室- 導向器導向器- 渦輪葉片渦輪葉片- 渦輪盤渦輪盤高溫合金主要應用燃氣輪機- 渦輪葉片渦輪葉片- 葉輪葉輪核電領域- 燃料包殼燃料包殼- 結構件結構件- 定位格架定位格架- 氣體爐熱交換器氣體爐熱交換器5航空發動機分類參考資料：航空發動機航空發動機活塞式發動機冷卻方式氣缸排列方式液冷式氣冷式液冷式

4、氣冷式液冷式氣冷式氣冷式噴氣式發動機無壓氣機有壓氣機沖壓式發動機脈動式發動機渦輪噴氣發動機渦輪風扇發動機渦輪螺旋槳發動機渦輪軸發動機渦輪槳扇發動機6火箭發動機參考資料：維基百科、百度百科火箭發動機物理動力發動機電火箭發動機化學火箭發動機液體火箭發動機固體火箭發動機混合推進劑火箭發動機核火箭發動機7燃氣輪機參考資料：維基百科、百度百科燃氣輪機輕型燃汽輪機重型燃氣輪機城市公用電網用途分類船舶動力工業發電管線動力機車坦克波音預測，到2034年，全球民用飛機的總需求量為38050架，市場價值高達5.6萬億美元，從2014年到2024年，這期間需要交付的這38050架飛機中的58%是為了滿足增長需求。參

5、考資料： Boeing:Current Market Outlook(2015-2034)飛機市場8By:飛機未來20年需求量-按地區比例（數據來源：波音）38050架飛機波音預測，到2034年，全球民用飛機的總需求量的38050架中：大型寬體飛機：540中型寬體飛機：3520小型寬體飛機：4770單通道飛機：26730區域噴氣機：2490參考資料： Boeing:Current Market Outlook(2015-2034)飛機市場9By:飛機未來20年需求量-按機型（數據來源：波音）共38050架飛機根據R&R公司2014年對軍用航空市場預測，未來20年（2015-2015）全球軍用航

6、空發動機的市場需求有望達到1500億美元。美國、歐洲和遠東地區是三大主要市場。未來20年，民用航空發動機市場空間為1.60萬億美元。飛機發動機市場10By:飛機發動機未來20年預測（數據來源：羅羅）1.75萬億美元未來20年全球民航航空發動機領域對高溫合金的總需求大約為42.7萬噸。參考資料： 長城證券根據中信建設研究發展部預測，未來20年，中國軍用飛機發動機市場需求為452.1億美元，民用飛機發動機市場整體需求為2572億美元。整體市場需求為3024億美元。中國飛機發動機市場11By:中國飛機發動機未來20年預測（數據來源：中信）3024億美元來自于單通道飛機和中型寬體飛機的巨大需求，帶動對

7、上游高溫合金的需求。此外，中國軍用飛機市場預計未來20年對高溫合金市場需求超過5.7萬噸。參考資料： 長城證券高溫合金的3D打印特點Inconel 625Inconel 713具有優異的抗熱疲勞性能，以及在927C的特殊斷裂強度，非常適合于噴氣發動機燃氣輪機葉片。在溫度高達約815條件下依然提供優良的負載性能，此外，耐腐蝕性能，這種合金廣泛應用于需要高的點蝕、縫隙腐蝕和耐高溫的行業，例如航空航天，化工和電力工業中的應用。鎳基高溫合金一般具有良好的抗拉伸、抗疲勞和抗熱疲勞性能。鎳基合金，Inconel有兩個最常見的型號是625和718。Inconel 718基于鐵鎳硬化的超合金，具有優異的耐腐蝕

8、性以及良好的耐熱和拉伸，疲勞，蠕變性能，Inconel 718適合各種高端應用包括飛機渦輪發動機和陸基渦輪機（葉片，環，套管，緊固件和儀表零件）。鎳基高溫合金Hastelloy X這種合金的特點是在高溫下具有高強度和抗氧化性，并且通?？捎糜诟哌_1200度的環境，它也表現出良好的延展性。應用在航空航天技術，燃氣輪機部件和燃燒區組件如過渡管，燃燒器罐，噴桿，火焰穩定器，加力燃燒室，排氣管和座艙加熱器。Hastelloy X還耐應力腐蝕開裂。應用于工業爐，石油化工應用和化學過程工業（催化劑支持網格，圍巾，反駁道，爐管擋板和熱解）Inconel 738具有良好的高溫蠕變斷裂強度，結合抗熱腐蝕性能，較低

9、鉻含量的高強度超合金。Inconel738提供高達920 - 980C聯合承受長期暴露于高溫腐蝕性的環境中的性能，適合用于飛機發動機、燃氣輪機，具良好的蠕變強度。使用鎳基合金的選擇通常取決于最大工作溫度和強度要求的組合。這些鎳基合金具有高合金含量，能夠承受各種各樣的嚴重腐蝕環境。即使在更嚴重的腐蝕環境中，鎳和鉻的組合可以耐氧化化學反應，鉬的存在使這些合金抗點蝕和縫隙腐蝕，鈮行則在焊接過程中防止隨后的晶間應力腐蝕開裂。鎳基高溫合金Co28Cr6Mo 鈷鉻合金（Co28Cr6Mo）由于高耐磨性，良好的生物相容性，無鎳（鎳含量0.1%）組成，使其常用于外科植入物包括合金人工關節，膝關節和髖關節。也可

10、用于發動機部件，風力渦輪機和許多其他工業部件，以及時裝行業，珠寶等。與Stellite21合金類似，這種合金具有較好的拉伸強度（1100mpa）具有高韌性、延性（伸長率18-20%），良好的耐腐蝕性，以及在高溫下正常工作的性能。與大多數增材制造的金屬一樣，最終的性能可以根據具體的要求，通過精心選擇的熱處理周期來實現。鈷鉻高溫合金具有高的強度，優良的耐腐蝕性和良好的生物相容性，無磁性的行為。鈷鉻高溫合金高溫合金的3D打印ASTM標準基于增材制造的粉末流動性表征試驗方法標準-ASTM標準進展ASTM WK55610 工作組目前正在開展針對于增材制造工藝性能相關的粉末性能表征及其測試方法的標準編制，

11、期望給出可重復的、具有良好再現性的測試程序及方法，并且將這些性能的測試靈敏度及測試精度定量化。由于粉末性能的復雜性，大量的性能參數都會對粉末性能產生影響，在標準編制過程中，工作組目前初步將粉末性能大致分為四個方面：1、 粉末如何從靜態轉變為動態？2、 運動中的粉末行為是什么樣的？3、 受到固結應力時粉末變化如何？4、 空氣通過粉末床的松散粉末的難易程度如何？將這四方面的性能定量化，對于粉末生產方及使用方來講，可以全面評價并給出在任意增材制造工藝環境下的粉末性能。這四方面的粉末性能可以通過下面的三組性能測試來進行表征：1、 剪切性能（表征粉末如何從靜態轉變為動態）；2、 動態流動性能（運動中的粉

12、末行為）；3、 松散性能（固結載荷對于粉末的影響以及空氣如何在粉末中通過）。依據這三組性能的測試要求，該標準主要考慮剪切性能（粉末間及粉末與容器壁間）測試、動態流動性能測試、以及松散性能（松裝密度、固結性、通氣性）測試等幾類測試方法以及相應推薦的儀器設備。來源：中國航空綜合技術研究所，栗曉飛博士粉末流動性表征試驗方法標準進展ASTM增材制造標準結構17已經公布的標準 l 關于零件的標準關于Ti6Al4通過粉末床熔化技術制造的零件機械性能標準關于Ti6Al4(extra low interstitial)通過粉末床熔化技術制造的零件機械性能標準關于鎳基合金(UNS NO7718)通過粉末床熔化技

13、術制造的零件機械性能標準關于鎳基合金（UNS NO6625)通過粉末床熔化技術的零件機械性能標準關于鈦合金通過激光直接能量沉積技術制造的零件機械性能標準現存的標準 l 3D打印零件化學成分標準正在開發的標準 l 3D打印零件化學成分標準19關于通過粉末床熔化技術制造Co-28Chromium-6零件的標準關于通過粉末床熔化技術制造AlSi-10Mg零件的標準關于通過粉末床熔化技術制造鎳基超合金625航空零件的標準金屬零件制造標準正在開發的標準 l 3D打印零件化學成分標準正在開發的標準 l 3D打印零件測試標準現存的標準 l 關于鈦合金和鋁合金的標準22合金粉末最常用的是鈦合金Ti6Al4V或

14、者叫Ti64，這種合金令人難以置信的多才多藝，通常用于許多行業，由于其高強度，可比鋼，但幾乎是鋼一半的重量，所以用途廣泛，成為最流行的合金之一。這種合金實際上主要有兩個檔次，更常見的是Grade 5級，和超低間隙Grade 23級。后者有更嚴格的控制氧和氮含量的要求?，F存的標準 l 適用于3D打印零件增材制造零件采購要求的標準化鑒于增材制造技術的特點，在其零件采購時，應主要考慮方面包括：零件幾何外形；尺寸公差；表面形貌；零件構建取向；零件生產用原材料；零件修復；可接受缺陷或偏差；以及工藝質量控制信息等；零件采購時，還應注明零件交付時的包裝、運輸、貯存等相關要求。另一方面，由于增材制造零件應用環

15、境及條件不同，其采購要求也不盡相同。對于其他特殊的要求，可以通過采購單上的附加說明予以闡述。同時，在增材制造零件驗收時，應考慮零件不同使用環境要求、零件制造工藝技術特點、制造技術成熟度等方面，分為新工藝研發時所用的合格零件驗收要求、批量生產時的首件鑒定驗收要求以及用于持續生產質量控制的質量一致性驗收要求。各階段的驗收均應有相應的驗收文檔，以保證后續質量溯源等相關使用。目前，ISO TC261與ASTM F42正在聯合開展相關標準的研究與制定工作，為增材制造零件產品采購及后續驗收提供標準依據。來源：中國航空綜合技術研究所，栗曉飛博士正在開發的標準 l 3D打印零件化學成分標準高溫合金的3D打印應

16、用微渦輪發動機噴嘴賽峰集團25由鎳基合金X制成的噴嘴是Leonardo AW189型直升機的輔助動力裝置(APU)的核心部件之一，已被歐洲航空安全局(EASA)認證。 3D打印噴嘴安裝在賽峰集團設計的eAPU60微型渦輪發動機上，以滿足推重比高和結構緊湊的需求。 e-APU60能夠提供60kWe功率，能夠保證發動機的電力起動（在地面或者空中停車狀態）和座艙加熱。 e-APU60的典型特征包括：更優的功率重量比，出色的緊湊性，流線型結構和基于創新科技的高壓力循環，高可靠性保證，低使用費用和出色的性能。圖片來源： 賽峰集團鎳基高溫合金航空發動機寬體客機發動機羅羅26空客A350-1000用的是XW

17、B-97發動機,XWB-97看起來非常像A350-900的XWB-84發動機，可產生97000磅的推力。提升的推力主要來自新型高溫渦輪技術，結合了更新的發動機的核心技術以及更大風量的風扇來實現的。這一切的實現歸根結底是使用了先進的空氣動力學技術，以及3D打印零部件。3D打印的鎳金屬結構件是一件直徑1.5米、厚0.5米的前軸承座，含有48個翼面。圖片來源： Rolls-Royce鎳基高溫合金航空發動機27GE 的T25傳感器殼體得到了美國聯邦航空局的認證，這是GE 航空首個3D打印的金屬零部件。2015年4月T25傳感器殼體首次用在飛機發動機中，目前已被安裝在超過400個GE90-94B發動機中

18、。該零部件處于飛機發動機高壓壓縮機的入口處，T25 傳感器負責為發動機控制系統提供壓力和溫度的測量數據。GE90-94B發動機可以為波音777寬體飛機提供動力。3D打印技術使得GE的工程師對傳感器外殼的幾何形狀進行優化設計和生產，使外殼能夠更好地保護傳感器上的電子不受具有潛在破壞性的氣流和結冰的影響。GE 航空GE90/GE9X項目的負責人曾表示，通常使用鑄造等傳統制造方式研發這樣一個零部件需要幾年的時間，而3D打印技術的使用讓產品開發周期縮短了一年的時間。寬體客機發動機 傳感器殼體GE圖片來源： GE鈷鉻高溫合金航空發動機窄體客機發動機GE噴油嘴282010年空客將GE生產的LEAP-1A發

19、動機作為A320neo飛機的選配，LEAP發動機中帶有3D打印的燃油噴嘴。2015年5月19日，A320neo飛機首飛成功。裝有LEAP 發動機的A320neo 獲得歐洲航空安全局（EASA）的認證和美國聯航空管理局(FAA)的認證。2017年，巴黎航展，GE稱含3D打印零件的LEAP引擎為GE帶來了310億美金的訂單。 CFM國際公司是GE航空和賽峰飛機發動機公司的合資公司，正在生產先進的LEAP引擎，該引擎正在安裝在空中客車公司和波音新型的窄體商用客機上。發動機上復雜的3D打印燃油噴嘴有助于LEAP燃料燃燒和排放減少15。鈷鉻高溫合金航空發動機EBM 加工技術渦漿發動機霍尼韋爾29霍尼韋爾

20、已準備讓金屬3D打印技術走出實驗室，正式應用在航空制造中。目前，他們正在印度Bangalore的3D打印實驗室中測試金屬粉末，該粉末材料將用于打印1000個金屬零部件?；裟犴f爾還將突破目前金屬3D打印材料種類的限制，嘗試將超過40種新型金屬3D打印粉末材料應用在航空制造中。鋁和鎳的3D打印應用尤其受到重視，霍尼韋爾將用它們3D打印TPE331引擎中的7個零部件。鎳基高溫合金航空發動機齒輪傳動渦扇發動機普惠、MTU30MTU在研發過程中，包括渦輪箔、燃料噴射器和其他零件往往都是3D打印的，并且設計師還可以通過3D打印的技術減少零件數量，并且降低零件重量，提高零件強度，3D打印已經被證明在這個過程

21、中的可靠之處。齒輪傳動渦扇發動機目前的主要供給機型是Aibus A320neo，這是MTU航空發動機與普惠合作的項目。而Embraer,Bombardier, Erkut和Mitsuibishi等公司也與MTU航空發動機簽訂了齒輪傳動渦扇發動機的合同，另外，MTU還參與寬體飛機的發動機制造，包括與俄羅斯航空航天的合作。鎳基高溫合金航空發動機PBF 激光加工技術印度斯坦航空31INTECH DMLS為印度斯坦航空公司(HAL)所交付的25KN發動機燃燒室機匣是一種復雜的薄壁零部件，25KN發動機燃燒室機匣的制造材料為鎳基高溫合金，此類零部件不僅具有大型復雜結構，而且對結構完整性要求高。傳統工藝制

22、造該零部件的周期為18-24個月，而Intech DMLS研發和制造燃燒室機匣的周期為3-4個月,使用的制造工藝包括鎳基高溫合金機匣的3D打印、熱處理、機加工、表面處理，以及對5個獨立3D打印部件的激光焊接工藝。鎳基高溫合金航空發動機飛機部件與機身Arconic與空客322016年，金屬合金開發商Arconic與空客簽署了兩個協議，為空客的商用飛機提供高溫鎳合金制造的3D打印部件和3D打印的鈦金屬機身部件。其中一個協議的內容是Arconic將為空客的A320系列飛機提供由高溫鎳超合金制成的3D打印管道部件。先進的鎳超級合金讓這些部件有卓越的耐熱性，使熱空氣從發動機擴散到機身的其他部分。另一個協

23、議是為A320系列飛機提供3D打印的鈦機身支架。 Arconic預計將在2017年第二季度根據這兩個協議交付第一部分。Arconic在傳統金屬制造技術和3D打印領域都有根基，并擁有航空航天工業中最大的HIP（熱等靜壓）設備之一，該設備用于加強由鈦和鎳基超合金制成的3D打印和非打印部件的金屬結構。此外，在2015年7月收購RTI國際金屬公司后，Arconic加強了在鈦和其他特種金屬在航空航天等領域的制造能力。鎳基高溫合金航空發動機迷你發動機Aerojet Rocketdyne332014年，航天軍工領先制造商GenCorp下屬的 AerojetRocketdyne宣布，他們用3D打印技術直接制造

24、了一臺完整的發動機并成功通過測試，而且由于制造技術的改變，這臺發動機的零部件被合并至只有三個！這是一臺液氧/煤油發動機，在Aerojet Rocketdyne公司內部通常被稱為“迷你型Banton”。因為這是該公司生產的幾款動力并沒那么強大的Banton發動機之一，迷你型Banton能夠產生高達5000磅的推力。使用增材制造，Banton發動機的零部件數量急劇縮減到只有三個，其中包括喉部和噴嘴部分、噴油器和圓頂組件、燃燒室。高溫合金航天發動機噴射器Aerojet Rocketdyne34AR1火箭發動機的單沖量（single-element）主噴油嘴是完全使用3D打印機制造的。AR1是一款正在

25、開發中的50萬磅推力級的液氧/煤油發動機，美國希望用它來替代俄羅斯的RD-180發動機。噴射器是用選擇性激光熔化（SLM）技術制造的，3D打印被證明能夠以與傳統制造技術相比很低的成本快速制造出復雜的發動機零部件。僅在主噴射器一項，3D打印就把零部件的交貨時間減少了9個月，并降低了70%的成本。高溫合金航天發動機PBF 激光加工技術噴油嘴Aerojet Rocketdyne352015年3月，Aerojet Rocketdyne公司在其薩克拉門托測試中心成功完成了對其AR1增壓發動機關鍵部件的熱點火測試。AR1火箭發動機的單沖量（single-element）主噴油嘴是完全使用3D打印機制造的。

26、AR1是一款正在開發中的50萬磅推力級的液氧/煤油發動機，美國希望用它來替代俄羅斯的RD-180發動機。根據2015年美國國防授權法案的要求，為了美國國家安全的考慮。到2019年之前美國制造的替代產品要完全取代俄羅斯的RD-180發動機，并可用于火箭發射。高溫合金航天發動機噴油嘴GKN362017年，GKN航空航天公司宣布已經向法國的空中客車和賽峰集團提供了先進的Ariane 6號火箭噴嘴（SWAN）。直徑為2.5米，噴嘴采用創新技術制造而成，性能更高，交貨時間更短，成本更低。通過激光焊接和激光能量沉積工藝對關鍵結構零部件進行加工，使得噴嘴的零部件數量減少了90，從約1000個零部件減少到約1

27、00個零部件。并且降低了40%的成本，減少了30%的交貨時間。作為歐洲航天局Ariane研究與技術協會（ARTA）計劃的一部分，該噴嘴已經在全面安裝的發動機噴嘴測試中成功試用?，F在，噴嘴將在法國安裝到Vulcain 2.1發動機上并隨后在德國進行測試。Ariane 6號火箭計劃在2020年投入服務使用，這個項目是由歐洲航天局資助的，而GKN是空中客車和賽峰集團的主要合同承包商。高溫合金航天發動機推力室SpaceX37SpaceX于2013年就成功通過EOS金屬3D打印機制造SuperDraco火箭發動機推力室，使用了鎳鉻高溫合金材料。與傳統的發動機制造技術相比，使用增材制造不僅能夠顯著地縮短火

28、箭發動機的交貨期和并降低制造成本，而相比傳統制造發動機的成本，而且可以實現“材料的高強度、延展性、抗斷裂性和低可變性等”優良屬性。這是一種非常復雜的發動機，其中所有的冷卻通道、噴油頭和節流系統都很難制造。EOS能夠打印非常高強度的先進合金,是創造SuperDraco發動機的關鍵。鎳基高溫合金航天發動機閥門、噴嘴、渦輪泵Rocket Lab38Rocket Lab 含關鍵3D打印部件的氧/烴發動機重量23,000kg，有一系列的創新，包括3D打印技術的運用。其獨特的電力推進系統，主要利用高性能無刷直流電動機和鋰聚合物電池來驅動其渦輪泵?？梢哉f是緊隨美國宇航局NASA令業界轟動的3D打印渦輪泵之后

29、。引擎的關鍵部件是由瑞典Arcam（Arcam已被GE收購）的設備制造出來的，5000磅重的盧瑟福引擎的關鍵部件幾乎全部由3D打印完成，發動機依賴于電力推進循環。推力室、閥門殼體、噴嘴、渦輪泵都是通過Arcam的電子束熔化鈦合金打印技術。鋰聚合物電池被用來驅動無刷直流電動機，然后將液態氧和煤油送到燃燒室。鈦合金高溫合金航天發動機EBM 加工技術盤類、環類、葉片、軸類和殼體部件NASA39NASA通過美國俄勒岡州的Metal Technology（MTI）公司為NASA旗下的Johnson太空中心生產Inconel 718合金部件。Inconel 718合金在650度以下的屈服強度居變形高溫合金

30、的首位,并具有良好的抗疲勞、抗輻射、抗氧化、耐腐蝕性能。Inconel 718合金組織對熱加工工藝特別敏感，加工者需要掌握合金中相析出和熔化規律及組織與工藝、性能間的相互關系，來開發出可行的工藝，才能制造出滿足不同強度級別和使用要求的零件。Inconel 718合金的盤類、環類、葉片、軸類和殼體部件被用于下一代火箭發動機零部件。鎳基高溫合金航天發動機渦輪、噴嘴、轉子Blue Origin40Blue Origin采用3D打印技術來打印BE-4火箭發動機的殼體、渦輪、噴嘴、轉子。BE-4是以液化天然氣為燃料的新一代火箭發動機。BE-4除了主泵提供的推力，還通過幾個“升壓”渦輪泵，混合液態氧和天然

31、氣從而提供500000磅的推力。3D打印在發動機的生產中發揮了關鍵作用，更令人大開眼界。Blue Origin的Ox Boost Pump增壓泵（OBP）設計利用增材制造技術制造出許多關鍵部件，從單一的3D打印鋁件，到鎳合金液壓渦輪。增材制造方法允許集成復雜的內部流道到設計中，這是難以通過傳統制造技術制造出來的。渦輪噴嘴和轉子也通過3D打印出來，僅僅需要很小的后期加工就可以滿足精度要求。除了Blue Origin新的格倫New Glenn火箭發射器， BE-4火箭發動機還可以被用在火神火箭發射器上，該火箭發射器是由聯合發射聯盟（ULA）開發的。鎳基高溫合金航天發動機EBM 加工技術氧化劑閥體S

32、paceX412017年1月，SpaceX在加州范登堡空軍基地成功發射了一枚獵鷹9號火箭，獵鷹9號火箭上含有大量的3D打印零件，包括關鍵的氧化劑閥體，3D打印的閥體成功操作了高壓液態氧在高震動情況下的正常運行。與傳統鑄造件相比，3D打印閥體具有優異的強度、延展性和抗斷裂性。并且與典型鑄件周期以月來計算相比，3D打印閥體在兩天內就完成了。經過后加工處理的3D打印閥體經過廣泛的測試程序包括嚴格的發動機點火系列、部件級資格測試和材料測試才被納入獵鷹9號火箭的標準零件。高溫合金航天發動機燃燒器西門子42西門子Finspong工廠利用金屬3D打印技術直接制造燃燒室中的復雜燃燒器零部件，并利用3D打印技術

33、對燃燒器進行快速修復。選擇性激光熔化3D打印技術為燃燒器的設計優化提供了更廣闊的空間，經過優化后的燃燒器擁有一個外壁和一個框架結構的內壁, 這個復雜的雙壁結構零部件最終通過金屬3D打印設備一次性完成制造，不需要將幾個單獨的部件焊接在一起。Finspong工廠的測試表明，3D打印燃燒器可以均勻混入60%的氫氣，顯著高于傳統燃燒器。高溫合金燃氣輪機導向葉片曼43MAN DieselTurbo研發的金屬3D打印導向葉片已被安裝在MGT6100燃氣輪機中進行測試，經過實際環境的驗證，MAN DieselTurbo認為金屬3D打印零件在實現渦輪機能源脫碳，節能環保等方面發揮了價值。MAN DieselT

34、urbo 投入了260萬歐元，建立“MAN 增材制造中心”，該中心設立在MAN DieselTurbo位于德國的渦輪機工廠中。設計專家，材料專家和工程師將在增材制造中心共同工作，使用3D打印技術開發更多的復雜零部件，如壓縮機葉輪和燃料噴嘴。高溫合金燃氣輪機燃氣輪機零件GE44GE位于美國格林威爾的先進制造技術研究中心-“GE Store”孵化器是由GE電力投資7500萬美元興建的。它就在GE巨大的格林維爾制造園區旁邊，格林維爾制造園區是個巨大的工廠，GE電力在那里制造世界最大的燃氣輪機，燃氣輪機重達數百噸但零件的精度卻達到極其苛刻的程度。GE還在其位于意大利塔拉莫納的石油天然氣工廠開設了一條增

35、材制造零部件生產線。該生產線的主要任務是通過以激光為基礎的增材制造技術制造燃氣輪機燃燒室。高溫合金燃氣輪機壓力容器庫卡45英國的核電站增材制造自動化單元由庫卡承建，耗資1萬歐元，占地10米x5米的增材制造單元由通過安裝在一個三軸九米龍門的六軸機器人組成，在直徑3.5米的轉盤上裝載著二軸機械手。機器人通過進行“TOPTIG”電弧焊的方式來完成增材制造，系統中集成了金屬線送入焊槍，是由法國液化空氣集團專門為機器人焊接應用開發的。機器人按照計算機輔助設計模型的路徑來焊接材料以創建三維幾何形狀。從而創造近凈形零件，用于制造大型泵和閥的殼體或壓力容器，有效降低初始成本和避免昂貴的鍛件或鑄件，并且有助于避

36、免環境污染問題。高溫合金核電燃料元件中核462016年中核集團利用3D打印技術的CAP1400自主化燃料原型組件下管座順利完成，國內首次實現了3D打印技術在核燃料元件制造的應用。該技術如實現批量生產，有利于節約人力，提高核燃料元件的質量，并有望實現部分進口元件的國產化。中核集團使用的3D設備為西安鉑力特的SLM-S300激光成型設備，在鋪粉精密成型方面具有優勢。此外，中核集團旗下的中國核動力研究設計院和中國核電工程有限公司分別與南方增材科技有限公司簽署了核電裝備3D增材打印技術研發合作協議。高溫合金核電供應鏈金屬3D打印材料47西安鉑力特、無錫飛爾康、中航邁特、寧波中物力拓超微材料、成都優材、

37、浙江亞通焊材、上海材料所、廣東省材料與加工研究所、深圳微納增材技術、江蘇天一超細金屬粉末、河南黃河旋風其他: Additive metal alloys, AMETEK, ArgenCorporation, Ampall, ATI Specialty Materials, CVRM, Cooksen gold, Ecka Granuies, Equispheres, Eramet-Erasteel, Eutectix, Falcontech, Global Tungsten&Powders, H.C.Starck, Hoganas AB, NanoSteel, Osaka Titamnium,

38、 Praxiar Surface Technologies, Pyrogenesis, Legor Group, QuestekInnovations,Tekna, TLS Technik, USD Powder, Valimet, VBN Components, Wolfmet Tungsten Alloys, and the major metal 3D Printers such as EOS，and Concept L山特維克 OspreySandvikOsprey山特維克Osprey的金屬粉末在全球市場占有率最高，Osprey開發了一系列適用于所有增材制造的氣霧化金屬粉末，包括：選擇

39、性激光燒結、熔滲、選擇性激光熔融、電子束熔煉、直接金屬沉積、激光工程化凈成形。美國卡彭特技術 Carpenter Technology美國卡彭特技術公司成立于1889年，專業致力于特種合金的開發、制造和銷售，至今已有120余年歷史?？ㄅ硖丶夹g公司生產包括鎳基、鈷基、鈦、鉻、鐵等合金。在增材制造領域，主要提供不銹鋼、鈦合金以及工具鋼金屬粉末。吉凱恩HoeganaesGKN Hoeganaes吉凱恩旗下的Hoeganaes有限公司生產的金屬粉末制品在北美地區所占的市場份額超過了50%,Hoeganaes有限公司的產品在歐洲金屬粉末制品市場的銷售也呈快速增長。Hoeganaes主要為增材制造行業提供

40、鈦合金金屬粉末AncorTi 。其標準滿足ASTM要求。金屬3D打印材料AP&C(屬于Arcam公司）AP&C生產金屬粉末，粒徑分布小，包括鈦及其他活性金屬以及鎳基高溫合金和鈮等高熔點合金，專為增材制造以及其他粉末冶金技術（MIM，涂層，熱等靜壓）定制。主要服務對象為生物醫療和航空航天工業。英國LPWLPW公司已開發出了全系列專門針對SLM、LMD和EBM工藝進行優化設計的粉末。他們還可以根據要求提供定制的合金材料。包括Al, Co, Fe, Ni, Ti合金等金屬粉末。LWP為汽車、航空航天和醫療行業提供3D打印的金屬粉末，粉末質量是產品的基礎。所以LPW為其金屬粉末提供全生命周期的服務：金

41、屬粉末、粉末分析、合金的開發、粉末管理。法國Erasteel法國Erasteel公司是全球領先的高速鋼、工具鋼、不銹鋼和其他特殊合金粉末供應商。通過其投資的瑞典Sderfors的氣霧化設備提供高純度金屬合金粉末。金屬3D打印材料世泰科H.C.StarckH.C.Starck是德國拜耳集團的全資子公司， 主要生產難熔金屬的粉末及制品，包括Ta、Nb、Mo、W等，服務于電子、機械、充電電池等行業。H.C.Starck 生產用于P/M 的霧化合金及純金屬粉末超過800種，還生產燒結添加劑， 如氮化物、碳化物及硫化物等。瑞典赫格納斯Hoganas赫格納斯鐵粉在化學、冶金領域的應用非常廣泛。比如塑料的生

42、產、作為其他金屬生產的強化劑等，也用于化工產品的循環利用以及農業和制藥等行業。赫格納斯高品質鎳基、鈷基和鐵基表面熱噴涂粉末，能改進高耐磨零件的性能并延長其使用壽命。印度普萊克斯PRAXAIR印度普萊克斯通過其氣霧化鈦金屬粉末生產線上，為全世界的客戶提供優質的3D打印用鈦金屬粉末材料。2015年第三季度開始，普萊克斯就將開始全規模生產航空級的優質球形鈦金屬粉末。除了供應這種粉末，普萊克斯會為3D打印產業提供伴生工業氣體。這些鈦金屬粉末將被用于制造如航天支架和生物醫用植入物等3D打印產品。金屬3D打印材料NanosteelNanoSteel攜手Connecticut先進技術中心手在其納米工程合金鋼

43、粉末材料基礎上進行優化和創新。NanoSteel專有的金屬合金材料可支持實現以經濟的成本通過粘接劑噴射3D打印技術生產出高質量零部件，將助于加速諸如耐磨零件、軸承、刀具等從減材制造到增材制造的轉換。美國的阿美特克AMETEK提供不銹鋼、Ni基合金, Co基合金，不銹鋼粉末，工具鋼金屬粉末；美國的ArgenCorporation主要為牙科提供Au, Pt, Pg, Ag, Cu合金金屬粉末；意大利的LegorGroup提供金、銀金屬粉末，以及Co基，Ni基合金金屬粉末；日本的大阪鈦OsakaTitamium提供鈦合金金屬粉末；美國的Pyrogenesis主要為國防部門提供Ti, Niobium,

44、 Nitinol, Al基合金；除此之外，增材制造設備廠商例如西安鉑力特,Concept Laser, EOS, SLM Solutions, Renishaw, Exone等均提供金屬粉末。其他美國鋁業Arconic2016年美國鋁業將下游3D打印相關業務以Arconic公司的名義拆分出來，Arconic特別專注于金屬3D打印，包括金屬粉末的生產與加工，定制化金屬粉末解決方案，金屬3D打印服務以及后處理。 Arconic的母公司是全球輕金屬技術、工程與制造的領導者美鋁公司。美鋁開創了推動世界發展的多種材料解決方案，提供由鈦、鎳和鋁制成的增值產品金屬3D打印材料金屬3D打印設備53設備一覽國家

45、品牌主要技術中國鉑力特粉末床熔化-PBF,直接能量沉積- DED中國隆源粉末床熔化-PBF,直接能量沉積- DED中國永年激光粉末床熔化-PBF,直接能量沉積- DED中國易加三維光固化工藝- VAT Photopolymerization，粉末床熔化-PBF中國華曙高科粉末床熔化-PBF，選擇性激光燒結-SLS中國恒通光固化工藝- VAT Photopolymerization，粉末床熔化-PBF中國華科三維光固化工藝- VAT Photopolymerization，粉末床熔化-PBF，選擇性激光燒結-SLS中國聯泰科技光固化工藝- VAT Photopolymerization中國太爾時

46、代材料擠出工藝- Material extrusion中國盈普光電選擇性激光燒結-SLS中國武漢濱湖光固化工藝- VAT Photopolymerization，粉末床熔化-PBF，選擇性激光燒結-SLS，LOM層壓技術中國中瑞科技光固化工藝- VAT Photopolymerization，粉末床熔化-PBF選擇性激光燒結-SLS中國先臨三維材料擠出工藝- Material extrusion，生物打印中國閃鑄科技材料擠出工藝- Material extrusion中國武漢天昱直接能量沉積- DED中國恒利粘結劑噴射-binder jetting, 粉末床熔化-PBF，選擇性激光燒結-SLS

47、中國珠海西通光固化工藝- VAT Photopolymerization，粉末床熔化-PBF中國智熔系統粉末床熔化-PBF，直接能量沉積- DED中國中科煜宸粉末床熔化-PBF，直接能量沉積- DED中國鑫精合粉末床熔化-PBF，直接能量沉積- DED中國漢邦科技粉末床熔化-PBF中國廣東信達雅粉末床熔化-PBF中國大族激光光固化工藝- VAT Photopolymerization，粉末床熔化-PBF, 粘結劑噴射-54設備一覽國家品牌主要技術日本Aspect粉末床熔化-PBF日本CMET光固化工藝- VAT Photopolymerization日本D-MEC光固化工藝- VAT Phot

48、opolymerization日本Matsuura粉末床熔化-PBF+銑削日本Ricoh粉末床熔化-PBF日本Sodick粉末床熔化-PBF+銑削韓國Carima光固化工藝- VAT Photopolymerization韓國InssTek直接能量沉積- DED韓國Rokit材料擠出工藝- Material extrusion韓國Sentrol粉末床熔化-PBF, 粘結劑噴射-binderjetting德國Arburg材料擠出工藝- Material extrusion德國Concept Laser粉末床熔化-PBF德國Envisiontec光固化工藝- VAT Photopolymeriza

49、tion, 材料擠出工藝- Material extrusion,LOM層壓技術德國EOS-易歐司粉末床熔化-PBF，選擇性激光燒結-SLS (DMLS)德國Geman RepRap材料擠出工藝- Material extrusion德國Apium(Indmatec)材料擠出工藝- Material extrusion德國Nanoscribe光固化工藝- VAT Photopolymerization德國OR Laser粉末床熔化-PBF德國Rapid Shape光固化工藝- VAT Photopolymerization德國Realizer粉末床熔化-PBF德國DMGMORI-德馬吉森精機粉

50、末床熔化-PBF德國SLM Solutions粉末床熔化-PBF德國Trumpf-通快粉末床熔化-PBF，直接能量沉積- DED德國Voxeljet粘結劑噴射-binder jetting,高速激光燒結-HSS55設備一覽國家品牌主要技術美國3D Systems光固化工藝- VAT Photopolymerization, 材料噴射-Material Jetting, 粉末床熔化-PBF，粘結劑噴射-binder jetting美國Carbon光固化工藝- VAT Photopolymerization美國Desktop Metal材料擠出工藝- Material extrusion, 粘結劑