与 L/E-PBF 粉末床熔融金属3D打印工艺相比，在 MBJ 粘结剂喷射金属增材制造工艺中，金属颗粒不是通过能量输入来熔合的，而是使用液体粘合剂简单地粘合，接下来是所谓的生坯部件的脱脂和烧结，从而去除粘合剂，金属颗粒通过扩散过程进入金属键并形成几乎致密的成分。 

尽管通过MBJ 粘结剂喷射金属增材制造降低组件的制造成本是可能的，而且医疗技术尤其为MBJ 粘结剂喷射金属3D打印工艺提供了许多有前景的应用，但这一突破尚未实现。 不仅MBJ 粘结剂喷射金属3D打印工艺所需要的必要的投资成本仍然与成熟的 L/E-PBF 粉末床熔融金属3D打印系统相当，而且还缺乏针对钛等生物材料的医学认证工艺路线，以及合适的粉末调理策略，缺乏直接使用MIM粉末将粘合剂喷射集成到相应的工艺路线中。

从干燥到更好的3D打印

德国弗劳恩霍夫Fraunhofer IAPT研究所及其研究合作伙伴,利用统计实验设计研究了提高流动性的不同粉末干燥策略。由于其与医疗应用的相关性，尺寸分布低于 25 μm 的球形 Ti-6Al-4V 粉末在各种参数下使用真空和气体吹扫进行干燥。研究的参数、时间和温度是在具有十一个测试和三个中心点的中心复合边界测试计划中选择的，分析了粉末的目标参数——水含量、流动性和杂质水平（氧、氮）。为了进行验证，在工业粘结剂喷射系统上进行了实际测试试验，对于所研究的粉末，确定了在 200°C 下持续 6 小时的优化干燥周期。组件的尺寸精度（从 ±1.5% 提高到 0.3%）和粉末床的视觉效果得到显着改善。

目前生物医学应用和假肢最相关的材料是钛及其合金，因为它们具有生物相容性、无毒等特性以及良好的机械性能。与 L-PBF粉末床激光熔融或 E-PBF 粉末床电子束熔融等基于熔融的增材制造技术相比，MBJ粘结剂喷射金属3D打印工艺在钛合金制造方面显示出明显的优势，特别是在创建个性化生物医学设备方面。举例来说，目前治疗手指关节疾病的形式，无论是类风湿性关节炎还是外伤，通常都会导致关节僵硬。此前，弗劳恩霍夫Fraunhofer IAPT开发了一种方法，可以生产在生物力学负载方面高要求的小型且精细的个性化植入物。根据3D科学谷的了解，Fraunhofer IAPT 采用的增材制造技术是基于粘结剂的3D打印制造技术。

显著提高生坯的质量

无需支撑结构即可生产特别复杂的零件，与L-PBF粉末床激光熔融和E-PBF粉末床电子束熔融相比，MBJ可以避免热应力，防止形状变形和开裂，并且不会引起不良的微观结构特征或材料损失，确保高材料回收效率和成本效益，特别是对于昂贵的材料。尽管有这些优点，但关于钛及其合金以及细 MIM 金属注射成型用金属粉末用于MBJ 粘结剂喷射金属3D打印工艺缺乏全面的研究。

德国弗劳恩霍夫Fraunhofer IAPT研究所目前工作的目的是比较不同的干燥策略，研究相关性，特别是与所研究粉末的流动性有关的相关性，并找到优化的调节策略，当前的发现如下：

较长且较温暖的干燥时间可改善流动性并降低水含量的假设是可以接受的。分析干燥模型后，确定了 200 °C 下 6 小时的优化干燥周期。

可以说，Ti-6Al-4V粉末的调质工艺显着提高了其流动性。初次使用前，建议干燥新粉末。由于交付和储存时间不确定，新粉末中的水分含量可能会有很大差异。干燥粉末可以显着提高生坯的质量，特别是表面纹理和尺寸精度。 

干燥调节还有助于减少3D打印过程错误。值得注意的是，调节时间的影响比温度的影响更明显。 

弗劳恩霍夫Fraunhofer IAPT研究所下一步工作的主题将包括研究开发的调节策略如何影响材料的再利用。可以证明，对于单独的干燥循环，氧气或氮气没有增加。总体而言，对于MBJ粘结剂喷射金属3D打印工艺所使用的钛及其合金的回收利用还缺乏深入的研究，通过建立粉末调节和钛粉末再利用的具体指南，MBJ粘结剂喷射3D打印技术可以提高材料效率，而不必冒牺牲组件可靠性的风险，特别是在用于医疗组件制造的情况下。

在纯铜中添加镍、钼、钒和铬等金属，能够借助Hall-Petch和Orowan效应提高铜基体的强度。铜铬铌GRCop（GrCop-84和GRCop-42）系列是格伦研究中心专门为火箭发动机的主燃烧室衬里研发的铜合金，由于高导热性和导电性，在全球范围内广泛适用于众多应用。

此前的报道多集中于采用这两种合金制造燃烧室，对于GRCop系铜合金晶格的研究则是首次看到。晶格结构的高表面积、高强度重量比和导热特性使其在各种应用中具有吸引力。由GRCop系合金制成的晶格结构结合了该合金的高强度和导热性，同时通过使用晶格结构最大限度减轻了重量并增加了能量吸收，因此具有广阔的应用空间。而任何新兴材料的结构完整性和机械行为都是设计、制造和材料力学领域的重要研究课题。

3D打印技术参考注意到，美国亚利桑那大学和阿拉巴马大学航空航天与机械工程系的团队研究了3D打印的GRCop-84铜合金晶格结构的力学行为。该研究分析了微观结构、拓扑结构之间的相互作用及其对增材制造的铜铬铌合金(GRCop-84)晶格结构的准静态和动态行为的综合影响。测试的四种拓扑结构是相对密度为30%的八角体桁架、相对密度为20%的菱形十二面体和菱形以及相对密度为15%的十二面体，单元晶胞的尺寸分2mm和4mm两种，使用X射线计算机断层扫描和光学显微镜表征了孔隙率和晶粒结构，对打印态样品进行了准静态和动态应变率测试。

晶格孔隙率量化

对晶格结构打印态和热等静压态（HIP）分别进行X 射线断层扫描，并提出了晶格体积分数、空隙率和孔隙率的概念。晶格体积是指晶格内材料的体积，空隙体积是扫描晶格内空隙的体积。空隙体积比是由总晶格体积归一化的空隙总体积。计算空隙体积比，以量化孔隙率占总晶格体积的百分比。可以观察到，热等静压在降低晶格结构的孔隙率方面是有效的，4mm晶胞尺寸对HIP的响应更大，空隙体积比降低了40%，而2mm晶胞尺寸样品的空隙体积比仅降低了22%。还观察到基于样品的晶胞尺寸的孔隙率变化。具有4mm晶胞的HIP样品的孔隙率降低了57%，2mm晶胞尺寸的样品的孔隙率减少了44%。

这意味着，孔隙率受晶胞尺寸和热处理的影响，2mm晶胞尺寸的样品不易形成孔隙。对比经过热等静压处理的样品，发现热处理可降低孔隙率，而且4mm单元晶格比2mm单元晶格对热等静压热处理更敏感。

变形机制

剪切带已被认为是结晶金属适应塑性的局部变形机制之一。位错的集体运动或机械孪生经常导致显微剪切带发生。剪切带也可以在结构层面表现出来。据报道，结构剪切带出现在金属泡沫和晶格结构中。晶格结构中结构剪切带的出现是通常与负载下降同时发生，从而导致能量吸收能力的损失。更好地了解触发结构剪切带形成的潜在微观和宏观机制，可能会获得控制它们的必要知识。

3D打印GRCop-84铜合金晶格结构的变形和坍塌机制取决于热处理和晶格的晶胞尺寸。在GRCop-84铜合金晶格结构的压缩测试中观察到两种主要的变形机制。第一种机制是剪切带形成，导致结构中的晶胞以45度角塌陷；第二种机制是逐层塌陷直至致密化。在未接受热等静压的4mm晶胞样品中，剪切带形成导致的失效成为主要变形机制。

准静态和动态压缩测试结果表明，变形趋势与相对密度无关。无论拓扑结构和晶胞大小如何，打印态样品在屈服后突然负载下降与结构剪切带形成或局部不稳定导致层突然坍塌一致。具有4mm晶胞的GRCop-84结构在经热等静压后可以在屈服开始时去除剪切带。由2mm晶胞制成的热等静压态结构增加了流动应力，并消除了准静态测试期间的突然负载下降。在动态加载过程中，热等静压带来的微观结构变化并未显著改善相同拓扑结构样品之间的流动应力。

热等静压过程所带来的孔隙率降低是将主要坍塌机制从剪切带变为逐层坍塌的主要因素。准静态和动态测试结果表明热等静压能够改变晶格结构的机械响应，其通过降低孔隙率和释放样品内的残余应力来改变微观结构。由于残余应力的存在，打印态样品表现出更高的屈服点，在10%应变下强度急剧下降，一直持续到晶格结构完全致密化。

END

具有晶格结构的GRCop-84可制造具有更高换热效率的器件，这是由于GRCop-84的高导热性和表面积增加所致，晶格结构的可控固有空间和表面积使它们非常适合热交换器等热应用。除此之外，在如今结构、功能一体化设计的趋势下，研究高功能下的结构性能是不可忽视的重要组成部分。总的来说，这项研究首次看到了采用3D打印制造的GRCop铜合金晶格结构。

中商情报网讯：随着我国市场经济体制建设的不断完善，我国粉末冶金行业的市场化程度逐步提高，行业管理主要体现在政府部门的宏观管理和行业协会的自律管理两个层面。粉末冶金零部件行业主要涉及的法律法规有《中华人民共和国安全生产法》、《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国产品质量法》、《中华人民共和国标准化法》、《中华人民共和国合同法》、《中华人民共和国计量法》、《中华人民共和国标准化法》等。

在行业发展过程中，国务院、国家发改委、工信部、科技部等政府部门制定了大量推进与规范行业发展的相关法律法规及行业政策，如下表所示：

2017年工信部、国家发改委、科技部颁发《汽车产业中长期发展规划》，提出引导汽车行业加强与原材料等相关行业合作，协同开展“半固态及粉末冶金成型零件产业化及批量应用研究”。


更多资料请参考中商产业研究院发布的《2020-2025年中国粉末冶金零部件行业市场前景及投资机会研究报告》,同时中商产业研究院还提供产业大数据、产业规划策划、产业园策划规划、产业招商引资等解决方案。

摘要：近几年随着3D打印技术的快速发展，它在航空航天、 汽车、生物医药和建 筑领域的应用范围逐步拓宽，其方便快捷、材料利用率高等优势不断显现。

目前，国内外金属3D打印机采用的优质金属3D打印粉末一般有:工具钢、马氏体钢、不锈钢、纯钛及钛合金、铝合金、镍基合金、铜基合金、钴铬合金等。常用的粉体为钛粉、铝合金粉和不锈钢粉。

按照材料种类划分，优质金属3D打印粉末可以分为铁基合金、钛及钛基合金、

  近几年随着3D打印技术的快速发展，它在航空航天、 汽车、生物医药和建 筑领域的应用范围逐步拓宽，其方便快捷、材料利用率高等优势不断显现。

目前，国内外金属3D打印机采用的优质金属3D打印粉末一般有:工具钢、马氏体钢、不锈钢、纯钛及钛合金、铝合金、镍基合金、铜基合金、钴铬合金等。常用的粉体为钛粉、铝合金粉和不锈钢粉。

按照材料种类划分，优质金属3D打印粉末可以分为铁基合金、钛及钛基合金、镍基合金、钴铬合金、铝合金、铜合金及贵金属等。

铁基合金使用成本较低、硬度高、韧性好，同时具有良好的机械加工性，特别适合于模具制造。3D打印随形水道模具是铁基合金的一大应用，传统工艺异形水道难以加工，而3D打印可以控制冷却流道的布置与型腔的几何形状基本一致

钛及钛合金以其显著的比强度高、耐热性好、耐腐蚀、生物相容性好等特点，成为医疗器械、化工设备、航空航天及运动器材等领域的理想材料。然而钛合金属于典型的难加工材料，加工时应力大、温度高，刀具磨损严重，限制了钛合金的广泛应用。

镍基合金是一类发展最快、应用最广的高温合金，其在650～1000°C 高温下有较高的强度和一定的抗氧化腐蚀能力，广泛用于航空航天、石油化工、船舶、能源等领域。

钴基合金也可作为高温合金使用，但因资源缺乏，发展受限。由于钴基合金具有比钛合金更良好的生物相容性，目前多作为医用材料使用，用于牙科植入体和骨科植入体的制造。

其他金属材料如铜合金、镁合金、贵金属等需求量不及以上介绍的几种优质金属3D打印粉末，但也有其相应的应用前景。

粉末冶金是一种工业技术，用于制备金属粉末或金属粉末（或金属粉末和非金属粉末的混合物）作为原料，形成和烧结以获得金属材料、复合材料和各种类型的产品。目前，粉末冶金技术已被广泛应用于运输、机械、电子设备、航空航天、武器、生物学、新能源、信息和核工业等领域，成为新材料科学最具活力的分支之一。粉末冶金技术具有显着的节能效果、材料、优异的性能、产品具有高精度和稳定性等一系列优点，非常适合大批量生产。另外，通过常规铸造方法和机械加工方法不能制备的一些材料和复杂零件也可以通过粉末冶金技术制造，因此受到业界的广泛关注。

广义粉末冶金产品行业包括铁石工具、硬质合金、磁性材料和粉末冶金产品。窄粉末冶金产品行业仅指粉末冶金产品，包括粉末冶金零件（大部分）、含油轴承和金属注射成型产品。

粉末冶金包括铣削和产品。其中，铣削主要是冶金过程，这在字面上是一致的。粉末冶金产品通常远远超出材料和冶金的范围，通常涉及多个学科（材料和冶金，机械和机械等）。特别是现代金属粉末3D打印，集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一体，使粉末冶金产品技术成为跨越更多学科的现代集成技术。

一、粉末冶金制品制造高温轴承

1、高温轴承用户简介

我的客户是制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术，粉末冶金技术的优点，它已成为解决新材料问题的钥匙，在新材料的发展中起着举足轻重的作用。

2、高温轴承用户核心产品

粉末冶金制品制造、工业自动控制系统装置制造

3、高温轴承型号

4、高温轴承问题反馈

普通轴承在高温环境下卡死

5、高温轴承使用环境描述

额定温度200°，最高温度300°，每分钟960转，载荷10几公斤，使用环境无粉尘。

6、高温轴承解决方案简述：

轴承材料： 工程高温材料：D(S)T级300℃内外圈及球

二、让云科技让融RANUR系列高温轴承简介

让融（RANUR)系列高温轴承具有：耐高温至500℃或1200℃，承载力更大，抗氧化防腐蚀，高硬耐磨，抗强冲击与咬合，外表光滑亮泽，有自润滑性，低转速者可不用润滑物，载荷1.4倍，平均寿命五倍以上，可用于极度恶劣的环境及特殊工况，

我们致力于为广大客户提供ET级200℃、D(S)T级300℃、I(X)T级400℃、W(F)T级500℃、CT级600℃、QT级700℃、BT级800℃、C级800℃~1400℃全高温轴承产品服务及轴承技术服务，轴承技术服务具体包含：型号查询、轴承选型、轴承选材、轴承报价、轴承配送、 轴承安装、轴承修复、轴承维护、轴承在线状态监测等。

高温轴承应用：极佳应用于航空航天、军备兵器、车辆、涂装、热机、陶瓷、炭塑、海绵金属、塑料、水泥、机砖、玻璃、耐火材料、造纸、胶合板、干燥、真空、冶金、化工、高粉尘环境以及金属热处理等高温作业或自发高热的机械设备，

粉末冶金是一个大行业，包含各种零固件零固件，其中含油率的零件，这就是需要测试各种标准，含油率和密度值就是其中的一种，粉末冶金的密度可以通过仪器来测量，比如说粉末冶金密度仪 ，粉末冶金密度测试仪等都可以测试其密度。

一般来铜基的粉末冶金的密度是6.8-7.2 之间，含油率一般是跟密度来计算出来的，计算公式： 一般来讲含油率= 1- 实际粉末冶金的密度/7.8 ， 比如说，实际粉末冶金的密度为7， 含油率大概为10%。

粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。粉末冶金法与生产陶瓷有相似的地方，均属于粉末烧结技术，因此，一系列粉末冶金新技术也可用于陶瓷材料的制备。

当然这里所说的，是使用电子密度计来检测粉末冶金的密度值和含油率测试，这就是粉末冶金密度测试仪AU-300V，功能十分强大好用！分别如下：

采用阿基米德原理，仪器装配免掀盖精密一体成型铝合金测量平台，透明水槽；测量精度更高、操作更简便、更快速、更人性化，更符合新材料实验室作业规范。可显示混合物主要材质含量百分比，适合新材料研究与开发。能自动判定待测样品合格与否，具有警报提示功能。

三个步骤即可显示含油率与密度值，改变传统人工计算的方式，节省时间、快速、方便。非常适合传动部件的铜基、铁基、铁铜基等多孔性结构产品的含油率检测。

参数精度达到：密度解析度：0.001 g/cm3；含油率精度：0.1%

粉末冶金含油率与密度怎么测试，含油率测量步骤：

①将产品放入测量台，测含油轴承空气中重量，按ENTER键记忆。

②将产品放入水中测含油轴承水中重量，按ENTER键记忆。

利用相关除油设备去除油，将产品放入测量台测未含油的重量，按ENTER键记忆，显示含油率、密度值等

工程塑料拉力试验机恒温石油密度计与恒温石油API度测试仪