チタン合金3Dプリント粉末材料の需要が急増し、金武新材料の年間生産能力は300トンに達した。

南極熊紹介：チタン合金3Dプリント粉末材料の市場需要が爆発的に増加し、金武新材料の2023年上半期の出荷量は2022年通年を上回りました。

2023年6月、製造業発展サミットフォーラムおよび2023年付加製造業年次大会において、南極熊は江蘇省金武新材料有限公司（金武新材料）にインタビューを行いました。江蘇省金武は、主に球状金属粉末の生産と製造を行っているハイテク企業です。当社は10年以上の金属粉末製造技術と経験を活かし、競争力の高い高品質の粉末製品を提供しています。当社はハイエンドの製造業と産業のソリューションを共同で開発し、チタン合金、ニッケル基合金、高温高エントロピー合金などの高品質粉末製品を生産しています。これらの粉末製品は真球度が高く、衛星中空ボールが非常に少なく、流動性を備えた積層造形の高い基準を満たしています。

江蘇省金武新材料有限公司の主な技術は北京科技大学で開発され、現在は主に航空および医療グレードの3Dプリント粉末材料を生産しています。担当者によると、金武新材料は主にチタン合金とチタン原料に注力しており、チタン材料の派生品やイノベーションも行っているという。

IPCA（統合エアロゾル化）技術

金武新材料の粉末製造プロセスは、市場の他のプロセスとは異なります。これは IPCA (複合噴霧) 技術と呼ばれ、独自に開発された噴霧粉末製造技術、誘導加熱とプラズマ溶融複合噴霧 (IPCA) です。

●この技術は誘導加熱とプラズマ加熱を巧みに組み合わせ、溶融金属の過熱を効果的に高め、得られた粉末は微粉率が高く、球形度が高く、中空率が低いです。

●独自に開発・設計された生産システムにより、より高いレベルの環境純度を実現し、製品中の低酸素・低窒素含有量を保証します。

●カスタマイズ可能で、高酸素環境、低酸素環境の両方で使用可能です。

●従来の技術に比べ、占有床面積が大幅に小さくなります。炉はモジュール式なので、メンテナンスコストが大幅に削減されます。

チタン合金材料とチタン飼料

現在の製品ラインは主にTC4、TA15、TC11のほか、TA0、TA1、TA2があります。粒子サイズの範囲はカスタマイズ可能です。相対的に言えば、粒子サイズの範囲は他のメーカーのものよりはるかに広いです。チタン粉末の粒子サイズ範囲:

●0-25ミクロン/0-45ミクロン：チタン金属射出成形用

●15-45ミクロン/15-53ミクロン/20-63ミクロン/20-70ミクロン：チタン金属SLM印刷用

●45-106ミクロン/45-150ミクロン:チタン金属EBM印刷、ゲル射出成形、熱間静水圧プレス

△金武チタン製品全ラインナップ

担当者によると、金武新材料が他の粉末工場と異なる点は、チタン合金の原料も生産しており、すべての粉末があらゆる粒子サイズ範囲の用途に対応していることだ。同社は、粉末製造、造粒、脱脂、焼結工程を含む完全なMIM生産ラインを保有しています。粉末製造ラインは10本あり、現在の生産量は年間300トンです。生産ラインはまだ構築中であり、今後も生産量の増加が期待できます。

以下の写真は、Jinwu New Materials が提供した材料を使用して作られたアイテムを示しています。

△ 3Dプリントで製造した部品

△表面処理（アルマイト）を施した部品

△MIM精密部品

△粗粉末（ゲルキャスト法）から製造した部品で、大量生産に適しています

担当者は、金武新材料がチタン合金の表面処理技術を含む外部サービス業務を提供すると述べた。 Jinwu New Materials の給餌生産ラインは完全な生産ラインであるため、一部のメーカーが特定のテストを行うことは問題ありません。当社には金属炉があり、一部の企業にとって小型部品の検証に非常に便利で、ワンストップのサービスを提供することができます。

応用分野と産業発展

● 3D プリントとも呼ばれる積層造形は、デジタルモデルファイルを基に、粉末金属やプラスチックなどの接着可能な材料を使用して層ごとに印刷することでオブジェクトを構築する技術です。 Jinwu は、3D プリント業界向けに、さまざまな粒子サイズ範囲の高品質の球状粉末を提供しています。球状粉末は球形度が高く、流動性も良好で、さまざまなタイプの機器や製品の製造要件を満たしています。

●金属射出成形とは、MIM の要件を満たす金属粉末とバインダーを選択し、適切な方法で粉末とバインダーを一定の温度で均一なフィードに混合し、造粒後に射出成形することです。得られた成形ブランクは脱脂および焼結されて完成品に緻密化されます。 Jinwu は MIM 業界向けに高品質のチタン合金原料を提供し、企業のコスト削減と大規模生産の実現を支援します。

溶射とは、コーティング材料を加熱して溶かし、高速気流で極めて微細な粒子に霧化し、ワークの表面に超高速で吹き付けてコーティングを形成することを指します。ニーズに応じて異なるコーティング材料を選択することで、耐摩耗性、耐腐食性、耐酸化性、耐熱性などの 1 つ以上の特性が得られます。

●熱間静水圧プレス法は、製品を密閉容器に入れ、製品に全方向から均等な圧力を加え、同時に高温を加えることで、高温と高圧の作用により製品を焼結し、緻密化させます。熱間等方圧プレスの利点は、熱間プレスと等方圧プレスの利点を組み合わせ、成形温度が低く、製品が緻密で、性能が優れていることです。高性能材料を製造するために必要な手段です。

●レーザークラッディングは、レーザー溶融またはレーザークラッディングとも呼ばれ、新しい表面改質技術です。母材表面にクラッド材を塗布し、高エネルギー密度のレーザービームで母材表面の薄層とともに溶融することで、母材表面に冶金的に結合したクラッド層を形成します。

担当者によると、航空宇宙産業の発展に伴い、チタン合金材料の市場需要も増加しており、2022年末からチタン合金材料の需要が爆発的に増加し始めており、例えばTA15の数量が特に多いという。かつてチタン合金は主に軍事産業で使用されていましたが、現在では民生用途が徐々に増加しており、チタン材料の開発動向は非常に良好であると言えます。ここ数年、Apple Watchなどのコンシューマー製品にはすでにチタン合金フレームが採用されており、その後も国内のホストメーカー各社が小規模な検証を行ってきた。チタン射出成形は、民生用電子機器への応用に非常に適しています。対照的に、直接金属 3D プリントではチタン部品を製造できますが、コストは依然として比較的高くなります。生産能力の面では、今年、金武新材料は複数の倉庫と工場を展開し、納品の適時性が大幅に向上しました。6月現在、金武新材料の出荷量は2022年全体の出荷量を超えています。

チタン合金3Dプリント粉末材料の需要が急増し、金武新材料の年間生産能力は300トンに達した。

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