“我們致力于解決鈦合金加工難、材料貴兩大難題，讓‘鈦’高端走向‘鈦’親民。”云航時代（重慶）科技有限公司（簡稱“云航時代”）總經理趙波說，通過公司的等離子體球化技術，讓鈦合金原材料綜合利用率提升至90％左右，成本較行業平均水平降低30％左右，讓“可上九天下深洋”的鈦合金“飛入尋常百姓家”。

　　云航時代由中國航天空氣動力技術研究院牽頭發起成立，專門從事新材料尤其增材制造、金屬注射成形用高溫金屬粉體材料及新型非金屬固體粉末材料的研發、生產和銷售，致力于為高端制造提供最優新材料解決方案及增值服務。

圖片云航時代生產廠房外景。（企業供圖）

　　因鈦合金具有質量輕、強度大、耐磨和耐腐蝕等特點，正逐漸成為消費電子領域炙手可熱的新材料。去年以來，iPhone、小米、三星、OPPO等手機品牌已不同程度應用該材料。

　　據民生證券測算，隨著鈦合金3D打印工藝運用，預計到2027年有望拉動鈦材用量約6886噸，按照廣泛應用的退火鈦TiAl6V4（TC4）不含稅價21．68萬元／噸，對應價值量14．93億元。

　　“我們預計未來3－5年，鈦合金材料在消費電子領域運用將呈現指數級增長。”趙波談到。

3D打印讓魔法變為現實

　　那么，在這一廣闊市場，目前存在哪些難點？云航時代如何突破？

　　趙波告訴記者，首先面臨的就是加工難。傳統的減法制造工藝（CNC工藝）采用數控機床進行切削，然后按照需求進行工藝焊接。但因鈦合金硬度高、延展性差的特點。CNC工藝在面對復雜結構時，就存在加工難度大、材料浪費高、效率低、良品率低、產線占地大、成本高的問題。采用CNC工藝，綜合來看只有20％的材料利用率。

　　這就需要加工技術革新，云航時代生產的鈦合金球形粉末，適用于3D打印工藝，用增材方式成型，避開了CNC加工的難點，在復雜結構零件生產上效率更高、可定制性更強。

圖片云航時代正在進行生產作業。（企業供圖）

　　“我們把鈦合金原材料制成超細的球形粉末，再采用最新的3D打印技術，一次性既可基本制成所需結構件，解決了鈦合金因為硬度高原因難以加工、良品率低等問題。”趙波說，3D激光掃過的地方，球形粉末會產生反應，從而借此來塑造自己所需要的結構件，“現在相當于就用激光掃描幾遍‘沙子’，你想要的結構件造型就能生產出來。”

　　趙波舉起桌上的一個結構件向記者展示，可以看到這個鈦合金結構件有微小孔間的細觀結構。“這要采用傳統的加工方式難以加工制造，現在采用3D打印，將原來設計出來無法實現的一些功能都實現了，讓魔法變成了現實。”

好技術更需要好材料

　　3D打印一般采用鈦合金粉末為原材料，就像打印機需要墨盒一樣，鈦合金金屬3D打印質量好壞主要取決于這鈦合金粉末原料，而這更是云航時代的強項。

　　在制造工業方面，球形粉末材料制備方法主要包括氣霧化法、旋轉電極法、等離子體球化法等。在材料主要性能指標方面，3D打印金屬粉末必須同時滿足粉末實心率高、粒徑小、球形度高、一致性高、流動性好等要求。不然3D打印成形件中容易出現裂紋、孔隙等缺陷，帶來良品率不足等問題。

　　對于三類不同制備工藝，趙波給記者打了比方對比。

　　氣霧化法就像“吹泡泡”，把鈦合金原材料融化，然后吹成一個個球形，但這就帶來大小力度不均，“泡泡”大小不均，空心率等問題，造成球形度差、空心粘接，進而影響3D打印效果。這一生產方式只有50％左右能夠滿足3D打印需求。

　　旋轉電極法就像“雨傘”甩水珠，將鈦合金原材料加熱成液體，然后甩出一個個球形。這里面問題在于甩出來的球形大小不一樣，每顆球形的粒徑也不同，從而粒徑粗大、成本高昂，滿足3D打印所需粒徑的球形粉末產量低。成品率只有不到10％。

　　云航時代采用的等離子體球化法通過企業自主研發的百千瓦級感應耦合等離子體粉體球化裝置，直接對破碎所得粉體進行球化處理，讓所制備的粉體不存在“空心粉”“衛星粉”等缺陷。

圖片云航時代生產的球形粉末材料。（企業供圖）

　　“相當于我們先把鈦合金原材料碾碎，像篩沙子一樣，留下大小顆粒度相似的不規則粉末，然后通過加熱融化表面，再加之冷卻急劇收縮，從而形成球形度好、晶粒細小、組織致密的粉體。”趙波談到，這一技術讓鈦合金原材料綜合利用率達到了90％左右，帶來了成本大幅下降，為鈦合金的全面應用提供了市場前提。

　　目前，云航時代在兩江新區龍盛新城已建立約5000平方米的生產專用廠房，并于2022年建成首條金屬球形粉體生產線，2023年開始第二期生產線建設，預計今年達到高品質成品粉末年產能90噸。

　　同時，在業務開拓方面，云航時代正與國內外頭部消費電子廠商進行相關產品聯合驗證，未來還將向生命健康、汽車、生活用品等領域滲透。

　　“現在我們已經完成產線建設，正處于產能爬坡階段，預計2025年左右將迎來一個市場大爆發，剛好我們也將處于上量階段，做好了充分的市場準備。”趙波充滿信心。

　　從2021年落戶以來，云航時代已經由最初的3人，發展到現在的80人左右，趙波表示這離不開兩江新區的大力支持。

　　“當初選址時候，因為生產設備特殊要求，需要樓層凈高超7米，面積約5000平方米。兩江招商集團工作人員帶著我們走遍了龍盛新城、水土新城等地，幫我們對接選址，現在我們準備擴充產能，又找到他們也是欣然應允。”趙波點贊兩江新區營商環境，“我們目前準備新一輪融資，兩江新區有關部門也正積極幫助我們對接。”

　　與此同時，云航時代也積極與兩江協同創新區以及重慶大院大所對接，加強科研合作與人才培養，目前在重慶本地吸納60余名人才。

　　未來，云航時代將重點突破鈦合金粉末，加強鎢粉、鉬粉、鉭合金粉等領域突破，成為高性能、高質量、可定制化高端金屬粉末材料供應商。