一、引言

3D打印技术，亦称增材造作技术或急剧成形技术，自20世纪80年代发展至今，已从早期的高分子资料打印逐步拓展至金属资料的精密造作领域。相较于传统减材造作，3D打印无需借助模具和大型加工设备，可直接利用推算机图形数据天生各类复杂状态的零件，在降低产品研发成本、缩短研发周期方面拥有显著优势。金属粉末作为3D打印技术的主题原资料，其质量直接决定了打印件的组织机能与服役靠得住性。

当前，3D打印用金属粉末市场正处于高速增长阶段。据Verified Market Reports数据，2025年全球3D打印金属粉末市场规模约为15亿美元，预计到2034年将达到42亿美元，2026年至2034年复合年增长率（CAGR）约为15.2%。其中，钛合金凭借其优异的比强度、耐侵蚀性和生物相容性，占据金属粉末市场约35%的份额，是航空航天、医疗植入等领域的关键资料。

然而，3D打印用金属粉末对粒径散布、球形度、流动性、氧含量等指标有着严苛要求，传统粉末冶金用金属粉末已难以满足增材造作的工艺需要。我国市场上3D打印用金属粉末持久存在造备难度大、产品质量不不变、造备成本高档问题，造约了增材造作技术的规；。

二、3D打印用金属粉末造备技术发展示状

2.1 粉末造备技术分类与主题要求

3D打印用金属粉末是指尺寸在1毫米以下的金属颗粒群，是3D打印产业链中价值最高的环节之一。其不仅必要具备优良的可塑性，同时对粒径、粒度散布、流动性及球形度等方面均有较高要求。大体来看，粉末造备技术重要分为机械法造备和物理化学法造备两类。在粉末冶金工业中，电解法、还原法及雾化法等造备工艺利用宽泛，但电解法和还原法存在局限性，不合用于合金粉末造备。雾化法合用性宽泛，可能有效节造粉末状态、提升雾化效能，是目前3D打印用金属粉末造备的主流技术路线。

2.2 水雾化造备技术

水雾化造备技术成本较低，雾化介质水取材方便、价值便宜，雾化效能较高，在镍基磁性粉末、钢铁粉末及金刚石工具用粉末出产中利用宽泛。但水雾化存在显著缺点：水的比热容较大，雾化过程中金属熔滴急剧凝固，难以节造粉末状态，导致球形度不及；同时，活性较高的合金或金属在接触水后易产生反映，增长粉末氧含量，限度了其在低氧含量金属粉末造备中的利用。

针对水雾化球形度不及的问题，国内金川集团公司进行了技术改进，将二次冷水雾化喷嘴设置在水雾化喷嘴下方，显著提升了金属粉末的球形度，粉末粒度更细，造备成效可与气雾化媲美，有效满足了3D打印对球形度的要求。

2.3 气雾化造备技术

气雾化造备技术通过高速气流破碎液态金属，使其凝固为金属粉末。相较于水雾化，气雾化造备的粉末氧含量较低、球形度较高、纯度较高，且可节造粉末粒度，是目前3D打印用金属粉末造备的主流技术。但气雾化也存在破碎效能和雾化效能较低的局限，高压高速气流能量利用率有限，增长了造备成本。

（1）层流雾化造备技术

德国Nanoval公司最先提出层流雾化造备技术，对喷嘴进行了改进，冷却速度可达10?~10? K/s，粉末粒度散布较窄，有效提升了雾化效能。该技术拥有气体能耗低、成本低的特点，合用于大无数3D打印用金属粉末的出产。但其雾化过程不不变，金属质量流率较低（通常在1 kg/min以下），限度了大规模工业化出产。针对这一问题，Nanoval公司将金属质量流速提升至2 kg/min，实现了幼规模出产和造备中的利用突破。

（2）超声缜密耦合雾化造备技术

英国PSI公司在缜密耦合雾化技术基础上对喷嘴进行了结构优化和改进，气体出口速度可达超音速，显著提升了气雾化成效。该技术可能将金属液流体积流量增长到0.5 L/min以上，有效降低了造备成本，推进其在3D打印用金属粉末工业化出产中的利用。此表，超声缜密耦合雾化技术还可提升粉末冷却速度，在非晶结构粉末及快冷粉末造备中利用成效优良，是气雾化技术的沉要发展方向之一。

（3）热气体雾化造备技术

HJE公司和PSI公司结合研造出热气体雾化造备技术，对雾化介质进行了扭转。我国引进该技术后，实际批注其可能有效提升细粉末比例，同季节约气体用量，利用成效优良。

2.4 等离子旋转电极雾化法（PREP）

等离子旋转电极雾化法（Plasma Rotating Electrode Process, PREP）是目前造备高品质钛合金粉末的沉要技术。PREP通过动力机构带头金属棒料高速旋转，等离子弧作用于棒料端面使其微区溶解，金属溶解层在高速离心力作用下雾化成球形粉末，全过程在惰性空气；は陆。PREP法造备的粉末拥有球形度高、空心粉和卫星粉少、粒径散布集钟注粉末尺寸可控蹬着点。钻研批注，通过扭转合金棒料直径、转速和等离子弧电流，可有效节造粉末粒径。选取超高速旋转电极雾化法可造备出满足激光选区溶解（SLM）和电子束选区溶解（EBM）技术要求迪胙合金粉末。

目前，钛合金粉末造备技术重要有电极感应熔炼气雾化法（EIGA）、等离子雾化法（PA）和等离子旋转电极雾化法（PREP）。EIGA法造备的粉末成分元素烧损极少，细粉收得率高，但氧增量难以节造，存在空心粉、卫星粉等缺点；PREP法粉末球形度高、空心粉和卫星粉少，但合金棒料直径幼和低转速时粉末粒径较粗。

2.5 国内3D打印用金属粉末造备工艺近况

我国在3D打印用金属粉末造备技术方面进行了积极研发。例如，河南黄河旋风公司研造了真空雾化造备技术和超高压雾化造备技术。真空雾化造备技术在真空前提下对金属或合金进行熔炼，雾化过程中进行气体；，利用高压气体破碎金属液体，金属液滴在飞行过程中凝固，形成球形或亚球形金属颗粒。超音速雾化造备技术在低气压下产生超音速气流，形成均匀气体速度场，预防了有害激波的出现，有效提升雾化效能，金属粉末粒径较幼、散布较窄。

三、3D打印钛合金在沉点领域的利用近况

3.1 航空航天领域

钛合金在航空航天领域的利用最为宽泛，约亏损了所有3D打印金属的近42%。波音787梦幻客机选取Norsk Titanium的急剧等离子沉积技术造作关键钛合金结构件，如机翼支架、舱门框架、起落架组件等，每架波音787的造作成本可节俭200~300万美元
？湛虯350 XWB上大规模利用3D打印技术，重要出产飞机非承力部件，通过选择性激光熔融（SLM）技术实现零件轻量化和结构优化。

在航空发起机领域，3D打印钛合金重要用于造作压气机叶片、盘件、机匣等关键部件。钛合金的高比强度使其在减沉方面拥有天然优势，而3D打印技术可实现复杂内腔冷却通路的一体化成型，进一步提升发起机热效能。

3.2 船舶与海洋工程领域

船舶与海洋工程领域对资料的耐侵蚀机能、抗委顿机能和低温韧性要求极高。钛合金在海水环境中拥有优异的耐侵蚀性，3D打印技术可造作复杂状态的推动器、阀门、泵体及深海设备结构件。Ti55、Ti7333等中高强度、高韧性钛合金在船舶结构件中拥有优良的利用远景，其断裂韧性可达70~90 MPa·m?/?，可能接受海洋环境的冲击载荷。

3.3 医疗领域

医疗领域是3D打印钛合金粉末增长最快的利用市场之一。钛合金拥有优异的生物相容性，与人体组织无倾轧反映，被宽泛利用于骨科植入物、牙科建复体及表科手术器械。2024年7月，智塑健康（ZSFab）颁发其InterConnect 3D打印钛合金腰椎系统成功实现初次临床利用，选取多孔钛合金设计，结合三沉周期最幼表表（TPMS）和随机晶格结构，显著提升骨整合效能。

在医疗领域，对粉末的氧含量、杂质含量要求极为严格。TC4 ELI（Extra Low Interstitial）等低间隙元素钛合金是医疗植入物的首选资料，其氧含量通
＝谠煸0.13%以下，以确保优良的生物相容性和委顿机能。

四、宝鸡Betway必威金属3D打印钛合金技术工艺与特殊商标索求

4.1 公司概况与技术定位

Betway必威（以下简称"Betway必威金属"）扎根中国钛谷——陕西宝鸡高新区，依附区域产业集群优势，深耕钛合金研发、出产与供给领域近二十载。宝鸡作为"中国钛谷"，荟萃了700余家钛企，占据全国60%的产能、80%的国内市场份额，承担着国度90%以上高端钛材的攻坚工作。Betway必威金属已形成集钛合金熔炼、铸造、轧造、机加工、热处置、检测于一体的齐全产业链，具备年产各类钛合金资料数千吨的出产能力。

4.2 3D打印造粉钛棒与钛基板产品

Betway必威金属出产的3D打印造粉棒（球粉棒）和钛合金基板，是钛合金粉末造备的主题原资料，重要利用于3D打印领域及3D冶金造粉末行业。产品材质涵盖TA1、TC4、TA15、TC11、Ti6242、Ti5553、Ti55531等多种商标。

产品技术参数：

TC4造粉棒化学成分：N≤0.05%，C≤0.08%，H≤0.015%，O≤0.30%，Fe≤0.20%，Al:5.5~6.75%，V:3.5~4.5%

力学机能：抗拉强度≥895 MPa，非比例延长强度≥825 MPa，断后伸长率≥10%，断面收缩率≥25%

供给规格：直径30/50/70 mm，长度400/600/800/1000 mm，可凭据客户要求定造带丝扣、锥度状态

供货状态：退火态M

执行尺度：GB/T 2965-2007

出产工艺节造重点：

原料选用0级以上海绵钛，氧含量幼于500 ppm，选取真空自耗电弧炉熔炼3次，确保产品成吩旖均、无偏析。出产流程为：海绵钛3次熔炼→铸造开坯→轧造钛棒→数控加工→超声波检测→表表检测→包装。每批产品均经过超声波探伤检测和化学成分分析，确保质量不变。

4.3 特殊商标钛合金系统与机能特点

Betway必威金属主推的特殊商标钛合金涵盖α+β型和β型两大类，共8种主题商标：Ti175、Ti150、Ti180、Ti55、Ti7333、Ti65、TB17、BT14。这些商标针对分歧领域的高端需要进行精准定位。

各商标力学机能对比：

从机能对比可见，Ti180抗拉强度最高（≥1800 MPa），Ti150次之（≥1500 MPa），两者属于超高强度钛合金，沉点满足对强度要求极高的场景；Ti175、TB17、BT14属于高强度、中韧性钛合金，两全强杜纂韧性；Ti55、Ti65、Ti7333属于中高强度、高韧性钛合金，沉点满足对韧性和耐侵蚀机能要求较高的场景。

各商标3D打印利用方向：

Ti175/Ti150/Ti180：超高强度钛合金，重要利用于航空发起机压气机盘件、起落架锻件、导弹弹体、航天器主题结构件等超高载荷场景。Ti150在600℃时抗拉强度仍可达1050 MPa，100h悠久强度≥850 MPa，室温旋转弯曲委顿强度（10?次）≥750 MPa，远高于TC4钛合金（约550 MPa）。

Ti55：α+β型钛合金，耐温上限可达650℃，高温韧性与耐侵蚀机能优异，重要利用于航空发起机高温部件、化工设备高温管路等中低载荷高温环境。密度仅4.48 g/cm?，是上述商标中最轻的。

Ti7333：综合机能优良，抗拉强度≥1100 MPa，断裂韧性65~85 MPa·m?/?，重要利用于航空航天结构件、船舶结构件、化工设备等中等载荷场景。

Ti65：近α型高温钛合金，抗拉强度≥1000 MPa，断裂韧性75~95 MPa·m?/?，延长率≥11%，重要利用于航空发起机和能源设备的高温部件，高温不变性和蠕变抗力杰出。

TB17：β型钛合金，Mo含量高达10~11%，拥有超高强度和优良的冷加工机能，重要利用于航空航天复杂状态零部件、医疗器械、电子设备等。

BT14：俄罗斯商标β型钛合金，综合机能不变，重要利用于航空发起机压气机叶片和盘件、船舶推动器、化工设备等。

Ti55531：由俄罗斯VSMPO公司与欧洲空客公司结合开发的新型高强高韧近β钛合金，名义成分为Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-1Zr。退火状态下强度可达1080 MPa，热处置后抗拉强度可超过1500 MPa，拥有优良的淬透性和断裂韧性与高强度匹配个性，出格合用于造作大规格承力构件，如机翼/悬挂接头、起落架/机翼接头及起落架等零件。Betway必威金属已将该商标纳入3D打印造粉棒产品系列。

4.4 3D打印钛合金精密铸造工艺

Betway必威金属在3D打印钛合金精密铸造领域进行了深刻钻研，重要工艺路线为：利用3D打印机造作树脂；蚓廴樗岣叻肿幽，组树后选取熔模铸造工艺，通过造壳、浇铸、算帐壳体和后续处置等工序得到精密铸件。

关键工艺节造：

造模资料选择：蜡质和聚乳酸高分子；曳趾筒辛粑锝仙，可满足钛脊合金精密铸造要求；树脂；曳趾筒辛粑锝隙，需通过表表涂挂蜡层（0.5~0.6 mm）改善。

造壳工艺：面层选取氧化钇作为耐火资料，粘结剂选取硅酸锆无机水溶液，面层浆料粘度40~60 s，干燥间温度20~24℃，湿度60%~70%；背层选取马来砂和马来粉配造，粘度16~24 s，湿度40%~50%。

焙烧与浇注：蜡模
？峭牙蟊荷瘴露1050℃、功夫2 h；聚乳酸和树脂模
？窃と60℃、3 h后，在天然气焙烧炉中1050℃焙烧2 h。

酸洗处置：选取聚合硫酸铁和氢氟酸混合酸进行酸洗，配比为聚合硫酸铁（含铁≥19%）22.9%、水69%、氢氟酸8.1%，可有效去除厚壁铸件表表传染层。

五、3D打印用金属粉末未来发展及远景分析

5.1 市场规模与增长趋向

全球3D打印金属粉末市场正处于急剧扩张期。2025年全球3D打印金属粉末市场规模约为15亿美元，预计到2033年将达到95亿美元以上，复合年增长率约19.3%。其中，亚太地域在当局政策、本地供给链发展和OEM遍及的推动下，正崛起为金属粉末造作和创新中心。中国市场2024年3D打印金属粉销售收入持续增长，预计2031年将达到更高水平。

金属粉末增材造作打印机市场同样增长迅猛。2025年全球市场规模预计达34.75亿美元，预计2032年达到124.88亿美元，年均复合增长率约20.05%。

5.2 技术发展方向

（1）粉末质量持续提升

未来钛合金粉末造备将越发注沉粒径散布更窄、流动性更好、氧含量更低。等离子雾化、冷喷涂及混合粉末出产步骤的进取将进一步提高粉末质量并降低成本。人为智能和机械进建在过程节造中的集成将提高粉末一致性和合金开发速度。

（2）成本降落与规；

国内3D打印全产业链自主化过程持续提速，激光器、振镜、扫描系统等主题零部件实现大规模国产代替，设备整机造作成本较早年显著降落。金属粉末、高分子耗材造备工艺迭代升级，钛合金、不锈钢打印粉末价值大幅回落，搭配再生粉末循环利用技术进一步压缩耗材开支。高速打印、多资料复合成型、AI智能切片等工艺持续突破，打印效能成倍提升，推动行业从高端幼多定造向规；栈菰熳髯。

（3）定造化与职能化

随着3D打印技术的成熟和工业化利用的拓展，金属粉末的研发将越发细化，针对分歧业业和利用场景提供拥有特定物理、化学个性的粉末资料。高熵合金、难熔金属、可生物降解金属等新型合金钻研拓宽了3D打印的利用领域。

（4）绿色造作与循环利用

通过循环利用和再生技术的开发，金属粉末产业将强化绿色造作理想，实现资源的可持续利用。废钛回收造粉技术将成为沉要发展方向，降低对原生海绵钛的依赖。

5.3 利用领域拓展

航空航天：随着航空发起机推沉比要求的不休提高，3D打印钛合金在整体叶盘、机匣、点火室等关键部件中的利用将进一步扩大。Ti150、Ti180等超高强度钛合金有望在新一代航空发起机中得到验证和利用。

医疗：患者特异性植入物和手术工具的需要持续增长，多孔钛合金结构、梯度职能资料的3D打印技术将推动个性化医疗的发展。TC4 ELI、Ti65等低间隙元素钛合金在骨科植入物中的利用远景辽阔。

船舶与海洋工程：深海探测设备、水下航行器、海洋平台等对大规格、高韧性钛合金结构件的需要增长，Ti55、Ti7333等中高强度、高韧性钛合金的3D打印利用将逐步拓展。

六、结论

3D打印用金属粉末造备技术经过多年发展，已从早期的水雾化、气雾化逐步演进至等离子旋转电极雾化、超声缜密耦合雾化、热气体雾化等先进工艺，粉末质量持续提升，成本逐步降落。钛合金作为3D打印金属粉末的主导资料，在航空航天、船舶、医疗等领域展示出巨大的利用价值。

宝鸡Betway必威金属依附中国钛谷产业集群优势，深耕钛合金领域近二十载，构建了涵盖Ti175、Ti150、Ti180、Ti55、Ti7333、Ti65、TB17、BT14、Ti55531、TC4、TA15等特殊商标的齐全产品系统。其3D打印造粉钛棒、钛合金基板等产品，选用优质海绵钛原料，经3次真空自耗电弧炉熔炼，确保了成吩旖均性和低氧含量，为下游粉末造备企业提供了靠得住的原资料保险。

瞻望未来，随着3D打印金属粉末市场规模的持续扩大、造备技术的不休进取以及利用领域的深度拓展，Betway必威金属等国内钛合金企业应持续加强自主研发，加大技术投入，突破大规格铸锭熔炼、精密铸造、热处置调控等关键技术，推动粉末冶金钛粉、增材造作钛坯的国产化落地，为我国高端设备造作业的发展提供坚实的资料支持。

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