單臺日產(chǎn)能超500Kg金屬3D打印粉末，探訪鄭機所工業(yè)級旋轉(zhuǎn)電極（PREP）制粉設備

南極熊導讀：目前在3D打印金屬粉末材料領域，制粉廠商多采用氣霧化（VIGA）制粉技術和等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化（PREP）制粉技術。鄭州機械研究所有限公司深耕PREP制粉裝備研究十余年，研制出高性能工業(yè)級旋轉(zhuǎn)電極（PREP）制粉設備，助力鈦及鈦合金、高溫合金等球形粉末材料的工業(yè)化生產(chǎn)，單套設備鈦合金日產(chǎn)能超過500Kg，高溫合金日產(chǎn)能超過1000Kg。

△中國機械總院鄭州機械研究所

2024年4月24日，南極熊實地探訪了鄭州機械研究所的制粉設備車間，目前公司內(nèi)有裝配完好的兩套大型工業(yè)級等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化（PREP）制粉設備，并完成生產(chǎn)試驗，據(jù)悉已經(jīng)實現(xiàn)了多套制粉設備的銷售。

△鄭州機械研究所的工業(yè)級等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化制粉設備

據(jù)公司智能裝備事業(yè)部總經(jīng)理助理楊洪濤介紹，2009年公司聯(lián)合鋼研集團高溫材料所就研制出了國內(nèi)首臺大型工業(yè)級 DXD-50 型等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化制粉設備，并成功交付中國鋼研集團使用。當時，各項功能和參數(shù)指標均達到或超過了進口設備性能，生產(chǎn)的高溫合金粉末含氧量更低，球形度更好。中國鋼研集團采用該制粉設備生產(chǎn)的合金粉末已應用于高推重比航空發(fā)動機渦輪盤、壓氣機盤等高溫轉(zhuǎn)動部件的生產(chǎn)制造。

△等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化技術（PREP）是一種先進的金屬粉末制備技術，通過高速旋轉(zhuǎn)的電極和等離子體的熱效應，將金屬熔體轉(zhuǎn)化為細小、均勻的粉末顆粒。

此后，鄭州機械研究所繼續(xù)在制粉設備領域進行深入研究，2020年獲國資委和工信部項目支持，組建了“高端合金粉末生產(chǎn)裝備及產(chǎn)品應用”創(chuàng)新團隊，突破了大功率等離子非轉(zhuǎn)移弧熱熔、超高速旋轉(zhuǎn)驅(qū)動等關鍵技術，研制出了新一代 DXD-80 等離子高速旋轉(zhuǎn)電極霧化制粉裝備。經(jīng)鑒定，這套制粉裝備擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，整體技術達到國際先進水平，其中粉體形態(tài)與粒徑控制達國際領先水平。

△ 2022年鄭州機械研究所正式舉辦“高速等離子旋轉(zhuǎn)霧化制粉裝備”啟動儀式

楊洪濤表示：“我們最新研制的DXD-80制粉設備，采用了多項自主研發(fā)的核心技術，包括高效穩(wěn)定的大功率等離子炬系統(tǒng)、高速電極旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)以及先進的自動化控制系統(tǒng)。這些創(chuàng)新技術的集成應用，使得設備具備了大規(guī)模生產(chǎn)、高穩(wěn)定性和高可靠性的特點，滿足了工業(yè)級生產(chǎn)的需求�！�

“DXD-80制粉設備自研高速驅(qū)動系統(tǒng)，棒料轉(zhuǎn)速從18000轉(zhuǎn)到32000轉(zhuǎn)（rpm），能夠滿足不同材質(zhì)合金棒料的制粉工藝轉(zhuǎn)速要求。通過自動連續(xù)送料技術，單次可以添加多根原材料棒，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)批量制粉，同一爐次粉末品質(zhì)穩(wěn)定，可批量生產(chǎn)。自研的大功率非轉(zhuǎn)移弧等離子炬熱熔系統(tǒng)，弧溫可調(diào)可控，可保護粉末中低熔點元素不受損耗。”

“總的來講，DXD-80的制粉質(zhì)量和生產(chǎn)效率優(yōu)于進口設備，和氣霧化法相比制備的粉末幾乎無空心粉和衛(wèi)星粉、氧含量低、污染少、球形度高的優(yōu)點，是增材制造和粉末冶金等成形技術理想的原材料�！�

△DXD-80制粉設備生產(chǎn)的高溫合金（GH4099）粉末

△DXD-80制粉設備生產(chǎn)的鈦合金（TC4）粉末

據(jù)南極熊了解，目前鄭州機械研究所除了銷售等離子旋轉(zhuǎn)電極制粉設備之外，同時也為科研機構(gòu)提供新材料的研發(fā)等支持，與合作伙伴開展了粉末特性研究和應用技術開發(fā)，同增材制造、粉末冶金、注射成型、激光修復等下游應用企業(yè)緊密合作，推動了PREP粉末在多個領域的應用示范，為我國增材制造、粉末冶金等行業(yè)的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級做出積極貢獻。

鄭州機械研究所將參展2024 TCT 亞洲3D打印、增材制造展覽會，如果對等離子旋轉(zhuǎn)電極制粉技術感興趣，歡迎到8B96展位交流。
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