讓金屬3D打印粉體材料無懼“內卷”，天際智慧力推大產能連續(xù)式金屬粉末生產裝備

南極熊導讀：金屬3D打印粉末材料領域越來越卷了，不但卷價格，還卷技術、卷產能。

當前“內卷”這個詞熱度之高，背后反映的其實是人們在學習、工作和生活全方位面臨激烈競爭。當把視角聚焦在制造業(yè)，由此導致的市場低迷和原材料成本上漲、產品售價下跌，則雙向擠壓著生產企業(yè)的生存發(fā)展空間。

△天際智慧核心科技優(yōu)勢

湖南天際智慧材料科技有限公司（天際智慧）專注于各種微納米粉末材料的制備技術研發(fā)和生產裝備的制造。天際智慧針對客戶生產成本高的痛點，為3D打印材料、陶瓷粉體材料、鋰電正負極材料等多個行業(yè)開發(fā)的大產能型氣霧化制粉、粉末球化致密化、碳石墨化、材料煅燒/合成裝備成為企業(yè)提升競爭力的有力保障！

△天際智慧廠房

一、大產能氣霧化制粉技術

相比機械粉碎、化學還原等工藝，氣霧化制粉在粒度分布均勻、高純度、高球形度等諸多方面有顯著優(yōu)勢，因此在3D打印材料、磁性材料、粉末冶金、熱噴涂和電子漿料等金屬（合金）高技術領域得到廣泛應用。批次大產能和連續(xù)化大產能生產是降低粉末生產成本的有效途徑，天際智慧為此做出了突出貢獻。

1、雙爐對澆型大產能真空熔煉氣霧化裝備（VIGA）

在單爐系統(tǒng)中，當一個熔爐完成澆鋼后，需要等待它冷卻、清理和重新加料，然后加熱熔煉，這段時間內設備無法繼續(xù)霧化生產。雙爐對澆結構允許在一個熔爐澆鋼霧化生產的同時，另一個熔爐進行加熱熔煉，大幅減少了等待時間。500KG雙爐對澆結構大幅減少等待時間、增加產能、提高設備可靠性和靈活性、優(yōu)化能源使用、減少停機時間以及保持一致的產品質量。

天際智慧自主知識產權的雙爐臥式真空熔煉室，進一步優(yōu)化磁軛設計，確保更均勻的磁場分布，從而提高熔煉效率和合金成分的均勻；優(yōu)選雙中間包在線互換功能，減少人工干預，提高生產效率和安全性；澆鋼過程實時監(jiān)控與故障預測，引進先進的傳感器技術和人工智能算法，對關鍵鋼液液位進行實時測量，故而實現(xiàn)自動澆鋼及粉末生產過程“一鍵啟動”；自研發(fā)的先進高效緊耦合超音速氣體霧化器核心關鍵技術，保證細粉收得率的同時縮短霧化時間。綜合所有控制技術，例如在不銹鋼和鎳基合金粉末生產中達成驚人的4-6噸/天產能。主要用于制備銅、銀、鋁、鎳、鐵、鈷基合金和不銹鋼等高品質粉末，滿足粉末冶金、磁性材料、和3D打印等高端制造業(yè)的需求。

△雙爐對澆結構熔煉室渲染圖

2、連續(xù)熔煉/多工位熔煉式非真空氣霧化裝備

普通常見金屬（合金）粉體主要用于軟磁器件、粉末冶金結構件、釬焊和涂層。非真空連續(xù)熔煉或多工位熔煉氣霧化大規(guī)模、低成本粉末材料生產設備，即便對于高反應活性的鋁合金和鋅合金等系列，天際智慧的氣氛保護系統(tǒng)也可以有效防止其在高溫下的氧化，確保粉末生產質量，產品源源不斷輸出。

3、連續(xù)給送原料棒材生產技術-電極感應熔煉氣霧化裝備（EIGA）

EIGA在熔煉和霧化過程中，原料并未與坩鍋和導流管等接觸，因此生成的粉末不受污染，粉末材料化學純度高。該技術裝備適于生產鈦、鋯、高熵合金等高熔點金屬粉末。具有專利技術的連續(xù)給送原料棒功能系統(tǒng)，兩組密封裝料箱互為備份工作，每箱一次裝原料棒數(shù)十支，連續(xù)霧化生產粉末材料，單位時間產能比傳統(tǒng)類似設備產能約大一倍，沒有原料棒生產尾料，節(jié)約原材料，生產產品質量的一致性更好。

二、大產能粉末球化致密化技術

高溫球形化技術利用高溫熱源將原料熔化成液態(tài)，并經快速冷卻重新凝固成球形。相比化學法，由于熔化液滴受表面張力作用，產品顆粒的球形度更高、內部缺陷更少，振實密度、球化率和流動性也均高于原料顆粒。不過該技術作為一項跨學科的高難度工程，其技術關鍵包括穩(wěn)定連續(xù)的送粉系統(tǒng)、加熱裝置要求有穩(wěn)定的溫度場、易于調節(jié)的溫度范圍、球形化過程不污染原料等。

天際智慧不僅掌握上述技術關鍵，開發(fā)了燃氣火焰球化、射頻等離子體球化兩種高溫球化設備，還采用多工位的結構設計，滿足工業(yè)化大產能的要求。

1、多工位燃氣火焰球化致密化設備

燃氣火焰球化裝備以氣體燃料作為熱源，生產工藝簡單，具有生產能力大，生產成本低等突出優(yōu)點，應用于工業(yè)化對不規(guī)則形狀的氧化鋁、氧化硅、鐵氧體等粉末球化處理具有很大優(yōu)勢。天際智慧自主開發(fā)的粉末材料燃氣火焰球化裝備采用多工位設計，設計產能高達500 kg/h，同時對設備結構優(yōu)化設計：

在送粉系統(tǒng)采用多種送粉方式，使反應物料在高溫火焰中動態(tài)分散，可以避免粉體的團聚和長大，保證產品形狀規(guī)則，其中氧化硅球形度可達95%，氧化鋁球形度可達98%。

△氧化鋁粉體球化前VS球化后

2、多工位等離子體球化致密化設備

天際智慧開發(fā)的多工位等離子體球化致密化設備采用射頻等離子體作為熱源，具有能量密度高、加熱強度大、冷卻速度快、等離子體弧體積大的特點，可以達到近萬度的極限高溫，在極短時間內熔化氧化鎂、氧化鋯、高熵合金及各類難熔金屬粉體材料，并在極高的溫度梯度下迅速冷卻固化或沉積，得到形狀規(guī)則、球化率大于98%的產品。多工位結構形式能夠達到傳統(tǒng)結構3-4倍產能。

△粉體球化前后對比

值得一提的是，由于該裝備的射頻電源線圈位于高溫等離子區(qū)外，因此不會因電極蒸發(fā)而污染產品，同時在極高溫度下有機雜質的揮發(fā)，使得內部的孔隙消除，硬度、純度都得到了明顯提升，在制備和處理高純度粉體材料方面具有明顯的優(yōu)勢和潛力。

△射頻等離子體球化基本過程圖

三、連續(xù)式高溫石墨化裝備

主要機構由進料過渡艙、真空爐體、感應加熱系統(tǒng)、充氣系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)、出料過渡艙及電氣控制系統(tǒng)等組成。適用于超高溫碳材料連續(xù)石墨化；具有產能高、能耗低等優(yōu)勢。鋰電行業(yè)如今也已從快速發(fā)展進入到平穩(wěn)階段，產能爆發(fā)和技術升級也在催化競爭加劇，相比于傳統(tǒng)間歇式石墨化方法，連續(xù)式高溫石墨化在降低生產成本的同時，也提高了產品均勻性和一致性。天際智慧開發(fā)的設備優(yōu)勢及特點包括：高溫可達2800℃；采用高性能保溫材料，保溫性能好，降低能耗5%-10%；采用過渡室進出料，保證生產氣氛控制穩(wěn)定；優(yōu)選余熱循環(huán)再利用系統(tǒng)，大幅度降低生產能源消耗。

四、連續(xù)臺車式煅燒生產裝備

主要用于二次電池正負極材料和陶瓷電解質材料或其它領域的煅燒分解/合成工藝生產材料，相較于傳統(tǒng)推板爐具備連續(xù)生產和大批量處理的顯著優(yōu)勢，巨大的軌道臺車裝載量，列車式貫通運行，生產量倍增，加工成本大幅度下降。比如高性能鋰電正極材料、陶瓷電解質材料，不僅是傳統(tǒng)鋰電池向固態(tài)電池升級的重要支撐，也隨著固態(tài)燃料電池（SOFC）產業(yè)化進程加速而不斷擴大應用，而且在諸如超級電容器、鋰空氣電池等新興產業(yè)中發(fā)揮關鍵作用。因此連續(xù)臺車式煅燒生產裝備無論對提升傳統(tǒng)產品競爭力還是新產品開發(fā)，抑或生產降本增效，都可以起到推動作用。

無懼“內卷”

天際智慧表示：“如果卷，那就卷，迎接卷；創(chuàng)新應用會讓我們從卷時代勝出！”

△天際智慧部分合作客戶

天際智慧把“讓用戶自定義材料性能”作為使命，以“做材料技術邊界拓寬者”為愿景，與業(yè)內領先企業(yè)和高校保持深度合作，攜手客戶共同打造高端智能裝備和新材料制備技術世界領導品牌——從實驗型到常規(guī)型再到大產能和連續(xù)式生產技術，即滿足從科研小試到中試，直至工業(yè)化大生產的各種需求，也提供各類制式和定制解決方案。

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通知：首屆3D打印農場大會

目前已經有上百名3D打印農場主報名，其中大部分使用的是拓竹的3D打印機，最大的農場設備裝機量竟然達1000臺；另外，還有大批需要購買3D打印農場服務的企業(yè)單位，也將來現(xiàn)場參觀和交流。

時間：2024年8月28日至30日
地點：深圳國際會展中心（寶安新館）13號館內

△掃碼報名《第一屆3D打印農場大會》