3D印表机可采用铂基金属玻璃粉末列印成型

田中贵金属工业于2004年以铂基金属玻璃的组成取得专利，本次，在经过独有的加工设备调整，改变该材料的粒径及流动性等性质后，终于先成功开发出铂基金属玻璃粉体，此粉体将能使用在既有的粉末烧结式积层法3D印表机上(注)。除此之外，亦一并开发出2种分别添加铂与铱的镍基合金粉末材料。此外，田中贵金属工业与大阪府立产业技术综合研究所携手进行共同研究，厘清了适合粉末材质及形状的雷射能量照射条件，从而成功列印出分别添加铂、铂基金属玻璃、铱的镍基合金造形物体。这乃是铂基金属玻璃在3D印表机上列印成型成功的世界首例。田中贵金属工业未来除了供应铂系金属粉末材料之外，也会配合顾客需求，对铂系金属粉末粒径尺寸进行加工、提供铂系合金组成的客制化以及列印造形物体的服务。

图二

铂系金属虽为高熔点、具耐久性，但是其大部分的合金并不适合进行切削或塑性加工等，可加工性低，以既有的成型法所能塑造的形状有限。若能将这些材料用于3D印表机进行列印成型，便有可能制作出形状复杂的造型，或是熔融温度不同的复合材料制品。田中贵金属工业本次的开发，对于要求耐蚀性的医疗材料来说，可以推动多种品项的少量制造；在要求耐热性的汽车产业、航太工业领域内，可望推展特殊零件的工业用制品版图。田中贵金属工业将供应3D印表机用铂系金属粉末材料，并以在2020年度前达到年销售额4亿日圆为目标。

-铂基金属玻璃的潜力

金属玻璃和过去的金属不一样，它是一种无结晶结构的非晶质金属。众所皆知，其具有高强度、高硬度、低弹性系数、超高耐蚀性、高导磁率、高成型加工性、表面平滑性、耐磨耗性、耐刮性、精密铸造性、低阻尼振动等特性，作为次世代的新型材料而受到瞩目。田中贵金属工业领先业界，着手开发使用贵金属铂的铂基金属玻璃素材，以及钯基金属玻璃。 2004年，以铂、铜、磷的组成取得专利。同时，包括已知的组成在内，对于包含各种贵金属之金属玻璃，田中贵金属工业也进行了广泛的开发与材料供试，终于在本次实现了粉体化，开发出对应3D印表机的材料。

就金属玻璃的制造方法而言，现今的主流是铸造法，将熔融金属注入铸模后，再经急速冷却使之凝固。在铸造法中，只要欲制作物品的形状改变，就必须重新制作铸模，而在制作冷却速度要求特别快的金属玻璃时，则必须使用导热系数高的高价金属制铸模。然而，此种金属制铸模要加工成复杂的形状具有一定难度，导致欲制作物品的形状受限，这点是达成实用化之前必须解决的课题之一。

田中贵金属工业开发出可用于3D印表机的铂系粉末材料，它的制造方法是：从粉末材料上方按每一层（约60微米）照射雷射光束进行成型，因此能够一边让各层的表面成型，一边急速冷却。此外，由于此技术亦能够应付复杂的造型，让人对铂基金属玻璃今后更进一步的运用与实用充满期待。

田中贵金属工业于11月下旬参加在东京国际展示场举办的「2014东京国际粉体工业展POWTEX TOKYO 2014」，这些铂系金属粉末材料首次亮相，铂系金属粉末材料的样品将自2014年12月1日起开始供应。今后田中贵金属工业也将继续开发可对应3D印表机的各种铂系合金粉末材料，以期扩大贵金属的有效利用。 (编辑部陈复霞整理)

注：田中贵金属工业针对用于3D印表机的其他既有素材之金属粉末（如不锈钢、镍等）与新开发出的铂、铂基金属玻璃粉末进行了测量比较，确认两者具有相同程度的流动性及粒径均一性。