上海3D打印材料工程技术研究中心

资料来源：上海材料研究所

导读：上海3D打印材料工程技术研究中心（以下简称“材料中心”）是一家依托于上海材料研究所建立的省部级工程技术研究中心，围绕工程技术研究开发能力和水平、培训人员及开放服务、内部运行管理以及行业技术发展影响等方向开展工程技术中心的建设工作。

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材料中心聚集创新人才、强调技术创新、完善产业服务、注重成果转化，通过3D打印材料的研发与生产、3D打印材料及制品的检测与评估、3D打印材料技术创新服务、3D打印标准的制定、3D打印人才培养以及3D打印技术的应用与推广，形成了包含母材制备、耗材制备、3D打印工艺、性能检测、3D打印材料基因组等全链条的3D打印技术研发与服务体系，技术达到国内领先水平。

1 研发方向

（1）3D打印材料的共性技术研究
对3D打印用镍基高温合金、钛合金等金属材料的粉末制备技术、粉体雾化工艺、粉体表面处理技术等多学科技术和工艺的系统化研究。

（2）3D打印关键材料工程化应用研究
通过3D打印高分子材料、金属材料的工程化应用研究，实现材料从实验阶段到中试、生产的过渡，解决3D打印材料规模生产中存在的装备、工艺、材料稳定性等问题，形成3D打印关键材料制备技术及工程化研发能力。

（3）3D打印技术的开放服务和推广应用
面向航天航空、医疗器械等特殊领域，提供选材用材技术咨询和检测评价服务；面向模具、创意设计等领域，提供3D打印个性化定制服务；面向社会，开展专题讲座、科普、培训等活动。

（4）3D打印专用材料及制品的性能检测评价体系研究
针对目前用户对3D打印制造产品在性能、质量、尺寸精度、可靠性等方面的疑虑，开展质量技术评价和第三方检测认证，确保产品的各项指标满足用户和市场需求。

（5）3D打印材料标准体系研究
结合航空航天、模具、生物医疗等领域的需求，制定3D打印材料质量控制与性能评价等行业及国家标准和使用规范。

2 技术特色

（1）3D打印金属粉末耗材
材料中心拥有40多年的制粉经验，在粉末冶金压制成形和金属注射成形等方面拥有丰富的经验。同时，该中心掌握高性能金属粉末雾化、后处理等核心技术，已引进德国ALD公司EIGA50-500气雾化设备和国产真空惰性气体雾化VIGA设备，拥有若干种完备的高品质金属粉末气雾化生产线，并配套相应可调节式大型氮气、氩气站。电极感应真空气雾化EIGA生产线主要从事高品质航空、航天、医疗用钛合金金属粉末产品。真空惰性气雾化VIGA生产线主要从事镍基高温合金、不锈钢、模具钢等3D打印用金属粉末。

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材料中心已开发出多种适用于SLM、EBM和LENS等3D打印技术的金属粉末耗材，包括钛合金、镍基高温合金、不锈钢、模具钢等。所研制的粉末具有成分纯净度高、氧含量低、球形度高、流动性好、粒度范围可控等优良性能，满足包括生物医学和航空航天在内的许多行业需求，并已提供给航空、航天、医疗、模具等诸多领域。2015年其团队成功制备出高性能的SLM专用品Inconel625合金粉末，打印制件的性能达到锻件水平，远高于进口原粉的打印制件性能，为国内首创，并拥有相应的国家授权专利。

（2）3D打印高分子丝材
材料中心现已成功开发出PLA、PETG、HIPS、柔性等各类3D打印耗材。生产的3D打印高分丝材具有直径均匀、精度高、强度高、韧性好、色泽均匀、打印质量稳定等优点，适用于各类FDM型3D打印机。

（3）3D打印工艺
材料中心引进多台3D打印相关设备，如德国EOS公司M290金属选择性激光熔化3D打印机、激光烧结3D打印机、三维扫描仪等，能提供打印工艺模拟与优化、特色工艺定制、打印制件后处理等3D打印服务。

（4）3D打印检测
材料中心利用上海材料研究所国内领先的检测技术，拥有完善的理化检测、无损检测技术与设备，可以提供各类金属粉末特性检测、打印制件性能检测、制品无损检测等全面的3D打印检测服务。

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（5）3D打印材料基因组
材料基因组计划借用生物基因组的理念，以集成化的“多尺度计算-高通量实验-数据库技术”为核心，立足实现材料“发现-生产-应用”的新研发理念，实现低成本高效率的新型材料研发与设计，从而达到新材料研发周期缩短一半、研发成本降低一半的目的，使材料科学最终走向“按需设计”的伟大目标。

材料中心近年来积极探索产-学-研深度融合的协同创新体制和机制，吸纳国内外优质资源，聚焦材料的重大应用与发现，在材料基因数据库、集成计算与软件开发、高通量材料制备与表征、服役与失效机理及产业化探索等领域的科学研究、技术开发和基地建设布局方面开展基础性和应用性研究，加快研发速度、降低研发成本，以创新驱动发展，服务于国家高端制造业和战略新兴产业，在材料基因组方面取得了优异的成绩。