港研制新型低成本金屬3D打印機耗材 大大減降低產業門檻
【明報專訊】生產力促進局首席顧問(工業4.0及增材制造)單銘賢表示,3D打印機市場的發展像2D打印市場一樣,設備價格愈賣愈廉宜,而耗材成為了重要的盈利點。
智慧材料科技總經理黃曼利(左)對生產力促進局的技術方案很有信心,計劃投資7000萬元在珠三角設立新廠房生產3D打印金屬粉末。旁為單銘賢。
現時,FDM 3D打印機售價已經很低,但金屬3D打印機售價仍普遍逾100萬元,但也在漸漸降價;但專供金屬3D打印機使用的金屬粉末耗材,價格仍然非常高,以不銹鋼粉末為例,每公斤售價達1800元至3000元。
現有業者生產良率僅兩成多 單銘賢指出,專供金屬3D打印機使用的金屬粉末耗材昂貴,因為金屬粉末必須夠幼細,直徑在30微米以下,形狀要接近球體。現時,大部分生產商的生產良率(Yield Rate)約兩成多。因為生產良率低,間接令到3D打印金屬粉末的生產成本居高不下。
此外,現時絕大部分3D打印金屬粉末都是由外國公司生產,由于競爭不足,自然沒有誘因減價。他又稱,簡單來說,供3D打印機使用的金屬粉末,是將金屬棒以高溫熔化,然后再氣霧化及冷卻制成,原材料價格不太高,絕對是一門高增值生意;以不銹鋼棒為例,每公斤售價200多元;但制成供3D打印機使用的不銹鋼粉末后,每公斤售價達1800至3000元。
金屬粉較原材料升值數倍 現時,在整個粉末冶金技術市場中,壓制和燒結等傳統粉末冶金技術仍占94%至96%,新興粉末冶金技術占4%至6%;其中3D金屬打印只占新興粉末冶金技術市場中的小部分,但增長率不容忽視。根據Technology Market Watch估計,3D打印金屬粉末在2015年的需求約181萬公斤,到2020年將會增至862.5萬公斤,平均每年復合增長率達36.6%。因此,單銘賢和生產力局顧問(工業4.0及增材制造)陳偉倫兩年多前就開始構思,如何協助港商打入3D打印金屬粉末市場,尤其是五金行業的廠商。箇中關鍵是,既要做技術轉移工作,協助港商掌握有關技術;又要改良有關技術,提高生產良率,才能令港商有較強競爭力。
他們約兩年前開始研發一套「真空超音速氣霧化金屬粉末材料生產系統」,從原理來說,這套系統和外國生產商現時使用的系統沒有大分別,但他們通過大量研究,改進結構上的細節和尺寸,令生產良率大幅提高,節省生產成本。
例如,整合噴嘴及熔體輸送管道,縮減噴嘴與霧化點之間的距離,減少能量損失及減少惰性氣體使用量;采用可以產生超音速氣流的噴嘴結構來減小金屬粉末尺寸等。改進后的設計,能夠改善熔液流速、氣體壓力和流速、金屬霧化點的飛行距離等影響金屬粉末形狀及尺寸的重要參數,大幅提高生產出精細金屬粉末的比例。
商用系統需占地2.15萬方尺
現時這套系統已經占地50平方米,并高達6米,是局內最大的一部機器,但他們認為,它只是示范型號,每批次產量只有10公斤;若要用作商業生產,每批次產量至少要達到200至250公斤,最好是有500公斤。若以每批次生產500公斤來設計,系統的生產型號將要占地2000平方米(約2.15萬方尺)及高15米。
明報記者 薛偉杰(責任編輯:admin)