航空軍用3D打印行業(yè)根據(jù)機型研制進度和批量生產(chǎn)進度的推進預計將進入快速成長期。2014年市場需求約為4億元，預計2020年市場空間為40億元。粉體材料是金屬3D打印的“糧食”，打印中使用的金屬粉末材料質量會直接影響到成品率和產(chǎn)品質量，而其中又以航空用鈦合金球形粉末的制造難度最高。

　　根據(jù)3D打印行業(yè)咨詢公司W(wǎng)ohlers Associates的統(tǒng)計，2013年全球3D打印的銷售總額為30.7億美元，較2012年大幅增長39.3%。Wohlers Associates同時預測，未來5-10年里全球3D打印市場仍將以20%的速度復合增長，2021年全球銷售總額接近110億美元。

　　3D打印是未來工業(yè)的重要組成部分，目前仍處于產(chǎn)業(yè)化初期。3D打印已經(jīng)在航天航空的大型金屬結構件、精密零部件直接制造中有大量應用，最廣泛應用在于航天航空軍工和生物醫(yī)療領域。

　　至2020年航空軍用3D打印規(guī)模預計擴大至現(xiàn)有10倍

　　以LCD為主的3D打印技術在飛機鈦合金大型整體關鍵結構件激光快速成形工藝、工程化成套裝備與裝機應用關鍵技術等方面取得了重大進展，在幾個重點型號的軍機的研制中承擔了大型鈦合金機構件研制和試制工作，并成功試制出綜合力學性能達到和超過鈦合金鍛件的主承力結構件，得到了軍方和中航工業(yè)等相關單位的高度褒獎和認同。2013年王華明教授主持的“飛機鈦合金大型復雜整體構件激光成形技術”項目獲得國家技術發(fā)明一等獎。

　　激光熔覆沉積技術近期可預見比較合理、確定的市場主要集中在幾個已認可該技術并需要該技術幫助其突破技術瓶頸的新的軍機產(chǎn)品市場。先進飛行器的制造中，部分形狀復雜，對力學性能要求較高的零件用普通的加工方法制造成本高（材料利用效率低）、加工周期長。改用3D打印可以有效降低復雜零件的制造成本和加工周期，還能有效提高零件的力學性能。在四代和五代機的制造中，3D打印航空材料必不可少。其中：幾個重點型號飛機中涉及的主要零件包括起落架三大構件（共18件/架，總重量2640千克）、機身主起對接框(共8件/架，總重量1000千克)、主承力加強框（4－6件/架，總重量520-780千克）、起落架對接框（1件/架，總重量100千克）等；所有零件單架合計總重量約為4700千克。

　　預計航空軍用3D打印行業(yè)根據(jù)機型研制進度和批量生產(chǎn)進度的推進，進入一個快速成長期。2014年市場需求約為4億元，2020年預計市場空間為40億元。

　　金屬粉體材料是3D打印核心 四種生產(chǎn)工藝對比

　　金屬粉末材料的開發(fā)和制造是3D打印的核心。粉體材料是金屬3D打印的“糧食”，打印中使用的金屬粉末材料質量會直接影響到成品率和產(chǎn)品質量，而航空用鈦合金球形粉末的制造難度最高。航空鈦粉有四個基本要求：粉末粒度細分布區(qū)間窄；流動性好；球形度高和松裝密度高，只有少數(shù)企業(yè)具有生產(chǎn)3D打印鈦粉的能力。

　　以同步送粉激光熔覆為主要技術特征的激光立體成形技術一般選擇粒度小于60目的球形粉末作為原料；以粉末床為主要技術特征的選區(qū)激光熔化技術一般選用-200目或-250目的球形粉末作為原料。-250目的球形粉末產(chǎn)率低，因此售價較貴。

　　目前國際上有四種主流工藝來制造金屬粉體材料。國內(nèi)大多采用PREP和VGA法進行制造。

　　感應等離子霧化法（PA）的產(chǎn)品球形率高、含氧量低、粒度細且均勻、-250目細粉產(chǎn)率高（可以到40%以上），盈利性最高，但全球僅有加拿大的雷默工業(yè)的一條自建生產(chǎn)線采用該工藝，其設備不對外銷售。

　　等離子旋轉電極法（PREP）的產(chǎn)品在球形率和含氧量都和PA法類似；但粒度上不如PA細，并且-250目細粉的產(chǎn)率較低（國內(nèi)10%-15%，俄羅斯20%-30%），總體盈利性低于PA。與寶鈦股份有合作關系的寶雞海寶主要采用這種方法進行生產(chǎn)。

　　惰性氣體霧化法可以用海綿鈦直接制造，材料成本較低，細粉率比較高，粒度可以做的和PA一樣，但球形率較低，含氧量較高、會產(chǎn)生空心球體粉末，總體盈利性低于PA。銀邦股份的參股公司飛而康采用該工藝制造。射頻等離子球化法使用鈦粉進行生產(chǎn)，產(chǎn)品的粒度較細，但含氧量較高，容易產(chǎn)生衛(wèi)星球影響球化率。

　　寶鈦股份 與合資各方產(chǎn)業(yè)鏈布局完整

　　2014年5月，寶鈦股份發(fā)布公告，與王華明（北航3D打印團隊領導人）、寶雞市海寶特種金屬材料有限責任公司、北京北航先進工業(yè)技術研究院有限公司共同出資1000萬元設立北京增材制造技術研究院有限公司。首期投資較少，市場人士表示，認為增材研究院前期以進行3D打印材料及工藝的研究及探索為主，并有望接到少量軍工訂單。

　　一方面，合資公司的股東方之一的王華明團隊技術領先。王華明及其團隊是國內(nèi)飛機鈦合金結構件激光快速成形裝機應用技術（航材3D打印技術）的開發(fā)者，該技術獲得國家技術發(fā)明一等獎。使用該技術試制出的零件性能全面超越美國F22和F35零件，且重量大大低于美國零件。另一方面，合資公司的另一股東方寶雞海寶是國內(nèi)3D打印粉末生產(chǎn)商之一，具有10年球形粉末的生產(chǎn)經(jīng)驗。寶雞海寶主要采用等離子旋轉電極法進行生產(chǎn)，目前年銷量十噸左右，主要供應給西北工業(yè)大學等研究機構。

　　新成立的北京增材制造技術研究院的三大股東方各有技術優(yōu)勢，未來有望形成由寶鈦股份制造鈦合金棒材、海寶將鈦合金棒加工成球形粉末、最后由增材研究院或者王華明團隊持股的其他企業(yè)加工為航空零件。與國內(nèi)其他3D打印企業(yè)相比，寶鈦與合資方的產(chǎn)業(yè)鏈布局完整，商業(yè)模式清晰，強強聯(lián)合，發(fā)展前景廣闊，將顯著提高在軍工方面的競爭力。

　　銀邦股份 參股航空航天用3D打印公司

　　銀邦股份持股45%的飛而康公司同時具有3D打印粉末和3D打印零件的生產(chǎn)能力。技術團隊核心吳鑫華教授具有多年3D打印的研究經(jīng)驗，特別是在鈦合金球形粉末和航空航天用3D打印零件的制造方面有比較成熟的產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗。

　　飛而康公司采用惰性氣體霧化法生產(chǎn)3D打印用鈦粉，目前產(chǎn)能在90噸左右，其中細粉占總產(chǎn)品比例的40%左右，含氧量也有較好的控制。2013年9月，公司獲得龐巴迪宇航公司3.83萬美元的鈦合金粉末制造熱等靜壓工件訂單，工件制造完成后由龐巴迪宇航公司進行評估。該訂單標志著公司已經(jīng)具有開拓國內(nèi)外市場的能力，一旦通過評估，大規(guī)模訂單預計將接踵而來。

　　公司自身已向軍工領域拓展邁出了更堅實一步。2014年7月25日，公司就與兵工研究院簽訂了《低成本某型疊層裝甲鋁合金板材工業(yè)化生產(chǎn)合作合同》，主要就某型疊層裝甲鋁合金板材的試制、生產(chǎn)及推廣應用等方面展開合作。9月3日，公司再次發(fā)布公告，與兵工研究院簽訂了《戰(zhàn)略合作協(xié)議書》，為促進高性能輕金屬復合裝甲材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，雙方共同建設輕金屬復合裝甲材料的研發(fā)、生產(chǎn)與評價基地。市場普遍認為，這是前期雙方在生產(chǎn)合作合同的基礎上進一步深化合作，將公司與兵工研究院的合作由某單一產(chǎn)品提升到全方位高性能輕金屬復合裝甲材料領域。