五年粉末采购+千万美元大幅面装备开发：美军新部署金属3D打印技术

9月26日，3D打印技术参考注意到，美国陆军和空军在部署3D打印技术方面有了新的动作。其中，空军新授予3D Systems价值超过1000万美元的合同，开发大幅面金属3D打印机；陆军授予6K Additive五年的一揽子金属3D打印粉末采购协议。

美军支持大幅面金属3D打印机开发

美国传统的金属3D打印开发商并没有像中国一样开发配备有十几台激光器和超过米级幅面的金属3D打印机。然而，美国军队对此存在需求。

今年9月18日，美国国防部公布了最新的资助清单。其中，美国空军授予3D Systems价值超过1075万美元的合同， “支持开发大规模高超音速相关”金属 3D 打印能力， 预计将于 2025 年 9 月底完成。 而实际上早在 2019 年，美国陆军研究实验室就授予了 3D Systems 1500 万美元的机器开发合同，所开发的打印机配备 9 台激光器，成型尺寸达到 1000 x 1000 x 600mm ，用于满足武装部队的弹药、地面车辆、直升机和导弹防御需求。

Velo3D打印的超燃冲压发动机截面

2022年9月，美国空军授予一家非营利应用科学研究组织520万美元，开发“世界上最大”的粉末床熔融金属3D打印机，后者与分包商SLM Solutions美国办事处合作。相关消息指出，这项计划在效率、尺寸和应用方面具有成熟技术的SLM Solutions NXG XII 600（成型尺寸600 x 600 x 600mm）基础上来开发新型的Z轴达1.5米的新装备——NXG XII 600 E，其配备12台激光器，前者已经在多个行业得到使用验证。3D打印技术参考认为，未开发新的应用平台，很有可能是此次资助经费并不多。

除以上动作之外，美国空军还于2022年授予蓝色激光专家NUBURU第二阶段合同，开发基于蓝色激光的区域3D打印技术。

由此可见，美国空军在金属3D打印能力方面，注重制造尺度、制造质量以及制造效率。而在高超声速导弹研制方面，美国有着迫切的需求。

回收再制造的低成本粉末备受重视

2023年9月，美国陆军授予6K Additive为期五年的一揽子采购协议，旨在支持美国陆军发展司令部（军队内最重要的先进制造研发机构）的活动，让四个美国陆军研发组织（新泽西州的皮卡汀尼兵工厂、纽约的贝尼特实验室、马里兰州的阿德尔菲实验室和伊利诺伊州的岩岛兵工厂）能够使用6K的低成本金属3D打印粉末。

6K使用UniMelt等离子工艺制造金属3D打印球形粉末，其能够将废金属转化为金属增材制造原料，该工艺与镍、钛、铜以及钨等难熔金属兼容，这将极大降低金属3D打印粉末的成本。3D打印技术参考注意到，国内采用粗粉废料回收制造的TC4钛合金粉末的价格可以低至300元/kg，与若干年前不锈钢的粉末成本一致，将极大降低金属3D打印技术的使用门槛。

这份协议可以使上述四个组织可以以固定价格重复订购6K公司的金属粉末，每年或每个订单的总支出金额都有限制，且无需为每个订单建立新的合同。 新闻指出，这笔交易标志着美国军方增材制造进程的真正变革时刻已经到来： 一旦军方能够将其过剩的废料大规模转化为增材制造原料，美国国防预算项目相关的官僚机构将成为军方全力推进增材制造的最大（最后）障碍。

2023年1月，3D打印技术参考还注意到，美国空军研究实验室（AFRL）公布了一项关于3D打印用钛合金回收和低成本生产新粉末项目的合同，美国国防部 (DoD) 技术加速器的国家安全创新网络部门（NSIN）提供高达50万美元的研发资金，IperionX获得了合作机会。具体来说，该项目要求企业提交3D打印用Ti-6Al-4V粉末的回收方法提案，该方案需要具有低成本制造新粉末的特点。2023年2月，美国海军授权采用IperionX的回收再制造钛合金粉末为舰船3D打印制造泵组件，这将使美国海军显著缩短关键部件交货时间、提高设备可用性并持续重建美国关键钛金属供应链。

IperionX致力于将金属废件转为低成本优质3D打印粉末

美国海军授权采用IperionX的回收再制造钛合金粉末为舰船3D打印制造泵组件

IperionX 的专利技术为国防、航空航天、汽车和消费电子等一系列重要行业在美国制造低成本、低碳钛合金粉末提供了一条途径。这些获得专利的技术可以对低品位、高氧、不合格的钛废金属进行升级改造，生产出达到或超过行业标准的钛金属。

从众多的动作可以看出，美军对金属3D打印的制造能力正在提出新的需求，这将促进3D打印技术的发展。而从长远来看，增材制造比传统制造更适合处理回收材料，这仅仅是因为开始时浪费的材料数量要少得多。国际能源署 (IEA) 估计，为了实现2050年的目标，到2030年必须在清洁能源上花费4.5万亿美元。这些资金中的很大一部分很可能会用于建立先进制造和回收之间的联系。如果不大幅度、迅速的扩大回收能力，要实现扩大3D打印的生产规模并降低碳排放的目标似乎是不可能的。废粉回收和再制造正是3D打印有可能在未来几年内获得更大规模投资的应用类型。

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