(以下内容从华福证券《3D打印行业新工艺跟踪:氢化脱氢法流体制备钛合金3D打印粉末,大幅降本工艺开启应用》研报附件原文摘录)
投资要点:
流化制备3D打印用低成本金属粉末的新方法:以传统工艺制备的低成本不规则形貌粉末(如氢化脱氢钛粉、还原钨粉等)为原料,在适当温度下,不规则形貌的粉末颗粒(固体)在流动气体(流体)作用下互相碰撞,呈现出流态化现象,颗粒间的冶金结合和塑性变形显著改善不规则粉末的形貌、球形度和流动性,并可以实现粉末流动性和杂质可控。
氢化脱氢法成本低,工艺简单,但需要提升粉末球型度。氢化脱氢工艺主要流程是钛料-表面净化处理-氢化-粉碎筛分-脱氢-粉碎-筛分-混合-组批-真空封装-商品钛粉。先将钛在一定温度下氢化生成脆性氢化钛后破碎成微细粉末,然后将氢在高温真空条件下脱除,从而得到钛粉末。该方法制钛粉具备成本低、工艺简单的优点,但粉末球型度和含氧量不符合下游需求。目前解决该方法主要通过:1)北京科技大学曲选辉教授:在适当温度下,不规则形貌的粉末颗粒在流动气体(流体)作用下互相碰撞,呈现出流态化现象,颗粒间的冶金结合和塑性变形显著改善不规则粉末的形貌、球形度和流动性,并可以实现粉末流动性和杂质可控。2)南方科技大学严明教授:通过机械球磨方式,按照10:1的球料比进行球磨,并通以氩气防止钛粉发生氧化。在球磨过程中还需加入少量硬脂酸(至关重要),它对粉末颗粒的粉碎具有助磨效应,减小粉末颗粒对球磨体的粘附程度。球磨过后,粉体呈近球形,均一度较好,流动性得到较大改善。
性能与EOS官方需求性能相当,钛粉末有望迎来大幅降价。流化粉末性能与球形粉末相当,成本较雾化球形粉降低60%以上。采用SLM技术打印的纯钛流化粉成形件的氧含量为0.17±0.01wt.%,室温抗拉强度602±4.6MPa,断裂延伸率20.1±1.2%,参数和EOS的官方性能相当。流动性方面,在粉末的流动性方面,450℃处理后粉末的流动性为35.2±0.3s/50g,它与已商用化的类似粒度范围的高球形度TC4具有相当的流动性。已应用在中国航发材料研究院、钢铁研究总院、北京隆源等单位。
目前制粉工艺主流为雾化法,工艺存在较高成本线。雾化法是制备球形钛粉最广泛的方法,工艺本身导致得粉率具备上限,工艺成本下降幅度较低。传统雾化工艺生产的3D打印球形金属粉末价格昂贵,通常45μm以下的球形钛粉的价格普遍高于1500元/kg,常规TC4粉末800元/kg。
投资建议:建议关注铂力特(全产业链布局,国内金属3D打印龙头企业)、华曙高科(3D打印领军企业,技术创新驱动公司发展)、有研粉材料(国内3D打印粉末供应商)、金太阳(3D打印后处理稀缺标的)。
风险提示:降本不及预期、技术迭代风险、需求不及预期。