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3D打印技術，又稱增材制造技術，它以數字模型文件為基礎，運用粉末等粘合材料，將材料逐層堆積制造出實體物品的新興制造技術。而材料是3D打印技術重要的物質基礎，它的性能在很大程度上決定了成形零件的綜合性能。隨著全球3D打印行業的日益發展，增材制造也越來越受到國家的關注，而3D打印材料作為增材制造的先行行業，在推動我國增材制造整體發展上扮演著重要的角色。

材料的增加是3D打印技術發展的必然趨勢。據業內領先廠商的報告稱，目前3D打印的材料已經超過了200種，材料大類可分為金屬和非金屬兩種。升華三維作為中國金屬·陶瓷間接3D打印技術的開拓者和領導者，十分注重3D打印材料的研發。升華三維基于自主知識產權的粉末擠出打印技術（PEP技術），相繼開發出了適配于升華三維PEP工藝的材料，例如不銹鋼、銅及銅合金、鎢及鎢合金、高溫合金、硬質合金、難熔金屬等金屬材料，氧化鋯、氧化鋁、碳化硅、生物陶瓷等陶瓷材料。

2022年，升華三維不畏艱險，勇往直前。一直深耕行業應用場景，不斷開拓進取，在材料開發方面取得了重大進展，基于PEP技術推出了鎢、銅、碳化硅等3D打印顆粒材料，一舉解決了特殊金屬和特種陶瓷材料制造加工難等問題。為科研教育、工業制造、航天航空、軍事國防、生物醫療、汽車、模具制造、新能源等領域智能制造提供了新的解決方案。

鎢合金顆粒料UPGM-96WNIFE

鎢合金具有高密度、高強度、大硬度、耐磨、耐熱、耐腐蝕、抗氧化、無毒、無放射性等一系列良好的特性，常常被制備成屏蔽件、配重塊、高爾夫球桿、魚墜子等。主要應用于航空航天、軍事國防、核工業、工業制造及飾品等領域。

▲鎢合金顆粒料

然而，鎢硬度和極高的熔點，使其成為難以攻克的3D打印材料。升華三維基于PEP技術成功攻克其難點，自主研發了一種金屬聚合物復合材料UPGM-96WNIFE鎢合金顆粒料，呈灰色，粒徑在8-14目的近球形顆粒。利用PEP技術的熱融擠出系統有效實現了對材料的一體化成形控制。采用打印與脫脂燒結分開的工藝模式，不僅縮短了制備周期，并且很好地解決鎢材料加工中極易出現的變形、裂痕、夾心等問題。如以下打印案例，經過測試分析，該鎢合金屏蔽件成型良好、工藝參數穩定，充分滿足了對輻射源屏蔽效果的要求。同時，其均勻性、力學性能、熱性能優異，且在轉運過程中的安全性也順利通過測試。

PEP技術在鎢等難熔金屬3D打印領域的核心競爭力突出，能夠滿足輕量化、提升強度、耐用性和節省成本等多方面的需求。如有中空或多孔結構，并且不能直接切割的零部件采用傳統方法很難制造出來，而利用PEP不僅可以解決鎢在傳統制造技術難以解決的復雜結構零件加工問題，還能為解決我國在航空航天、汽車、船舶、能源、化工、醫療等制造業領域的復雜結構、減重設計及加工制造等問題提供一種新途徑。

純銅顆粒料UPGM-CU

銅可以用于生產結構緊湊、流體通道復雜、重量更輕、尺寸更小、效率更高的銅結構部件。為了獲得高致密度或高導電導熱純銅制件，升華三維基于PEP工藝開發出的純銅顆粒料UPGM-CU是一種金屬聚合物復合材料，呈紫紅色，粒徑在8-14目的近球形顆粒。

▲銅打印樣品（來源:升華三維）

銅及銅合金具有優良的導熱、導電、延展、耐腐蝕等特性，且具有良好的力學性能和加工成形性，被廣泛地應用于電氣、機械制造、航空航天、國防軍工等領域。但同時也由于銅導熱性和反射性高的屬性，純銅和銅金屬在金屬3D打印技術中往往會反射激光束，導致成形效率低，冶金質量難以控制，使得打印的銅零件質量不佳。因此，銅也極難使用基于激光的3D打印系統來加工。

而PEP技術，不需要高能激光束，巧妙地避開了銅打印過程中的高導熱率、高反射率的問題，以間接3D打印的方式完美駕馭純銅材料，克服了純銅材料3D打印制造的挑戰。利用3D打印自由設計的優勢，創建了高度集成、復雜、更貼合零部件表面的隨形冷卻通道，打印出結構緊湊、流體通道復雜、重量更輕，尺寸更小、效率更高的產品零部件，實現了高性能純銅組件制造的新突破。目前已經廣泛應用于熱交換器、散熱器和電感應器的產品開發中。

碳化硅顆粒料UPGM-SIC

碳化硅陶瓷的制備一直是特種陶瓷3D打印技術進一步拓展的挑戰之一，因為碳化硅陶瓷材料在成型過程中會出現缺陷，比如氣孔、裂紋、不均一性等，成型陶瓷器件難以抵抗脆性斷裂，極大地限制了其機械性能。而復雜幾何形狀的碳化硅陶瓷構件往往難以用傳統的加工技術制造，這在很大程度上制約了復雜結構碳化硅陶瓷的應用。

基于PEP技術優勢，升華三維開發出了碳化硅顆粒料，是一種陶瓷聚合物復合材料，呈灰色，粒徑在8-14目的近球形顆粒。并已實現了碳化硅陶瓷復雜結構部件的大尺寸、輕量化、一體化制備。且成功將碳化硅陶瓷制備商業化，為生產高性能碳化硅陶瓷零件打開了大門。目前升華三維PEP技術已成功進入到我國航天航空、核工業、汽車等高端制造領域，常被用來制造衛星反射鏡、火箭噴嘴、發動機渦輪、剎車盤等相關零件，成為促進中國制造創新、轉型升級的新工具，具有很高的應用價值。

▲碳化硅樣品（來源:升華三維）

一年前，上海硅酸鹽研究所在升華三維訂購了一套大尺寸獨立雙噴嘴打印機UPS-556系統。藉由此展開的高性能結構陶瓷和陶瓷基復合材料等應用的研究并取得進展。利用PEP技術特有的低溫成形，高溫成性這一特性，將熱加工過程轉移到燒結步驟，這使得更容易管理熱應力，因燒結溫度低于其他類型的直接3D打印工藝中所需的完全熔化溫度，并且熱量可以更均勻地施加，從而確保了產品性能的一致性。成功制備了碳化硅陶瓷光學元件等高附加值組件，獲得廣泛關注。

▲上海硅酸鹽研究所利用UPS-556成功制備的碳化硅陶瓷光學元件及其性能

（*相關資料及數據來自研究團隊已公開專利）

進無止境，隨著PEP技術的進階發展，升華三維3D打印系統也逐步的迭代升級，不斷地滿足市場應用需求，結合配套的3D打印專用脫脂爐和燒結爐，已構建成了一整套的金屬/陶瓷間接3D打印技術解決方案。

而在增材制造材料研發這條路上，升華三維也一路前行，從未停下探索的腳步。未來，升華三維將繼續借助PEP技術，致力于實現更多應用材料的開發和制造，解鎖3D打印在更多領域的應用創新，展現出3D打印的生機與活力，推動我國制造業高端化、智能化、綠色化發展。