新项目探索将航空航天领域废件转化为优质金属3D打印粉末

Dan Zhao等人在2021年发表的飞机回收相关的文章（Research on Scrap Recycling of Retired Civil Aircraft）估计，每年有740吨有色金属（不包括铝）可供回收，但其中只有一小部分被再利用。除了这些由传统工艺制造的零件，对于航空航天领域来说，采用金属3D打印制造产品也屡有废件产生，而且大量的支撑结构也造成了材料的严重浪费。因此，当金属3D打印的粉末使用量达到一定的规模时，回收就变得势在必行。

3D打印技术参考注意到，英国初创公司Additive Manufacturing Solutions Ltd (AMS) 启动了一个新项目——“增材制造航空航天材料回收和再利用”(R2AM2) ，已获得Innovate UK的资助，旨在探索将零件回收为金属增材制造原料的潜力以及回收后使用回收金属材料进行3D打印的可行性和实际可能性。

根据 6K Additive（另一家致力于粉末回收再制造的公司）的研究，国际增材制造粉末市场预计到2023年将超过10亿美元，其中钛约占该市场的三分之一。鉴于持续供应限制和成本增加，以及地球资源并非取之不尽的事实，考虑利用约600吨的回收飞机零件比以往任何时候都更加重要，这些零件可以提供低成本、高质量的产品。AMS将这一过程称为“高价值废料开采”，并认为如果能够重复使用，那么英国市场上可以看到采矿的替代方案。

AMS首席执行官兼创始人Robert Higham表示：“英国曾经是增材制造技术的领导者，此后我们经历了一段停滞期，通过我们的工作以及该项目的成果，我们渴望使英国成为一个充满活力且高利润的国家国防、航空航天和汽车工业零件材料生产的原料和催化剂来源。获得Innovate UK支持是我们在这一领域的研发计划中重要且关键的一步。如果我们要继续实施促进和增加岸上制造的雄心勃勃的计划，那么建立安全、可持续的产品供应链至关重要。该项目是为高价值循环经济发展的真正可能性提供有价值数据的*步。

AMS计划将废弃的航空航天零件回收成粉末，然后进行测试并用于制造新零件。这些零件将提供重要数据，以评估该流程为英国增材制造高质量原料提供回收材料的有效性。

3D打印技术参考注意到，回收再制造的金属粉末能否用于金属3D打印正在破除疑虑。

2023年6月，致力于开发低碳足迹钛合金开发的IperionX与福特高性能部门达成合作，双方共同探索使用IperionX的创新低碳、100%回收钛金属生产钛部件。IperionX通过将3D打印技术与其独特的钛金属生产工艺相结合， 该公司保证了设计和生产的*灵活性，减少浪费并提高整体效率。这种方式与3D打印的联系至关重要，因为它提供了一种可持续且高效的方法，可以在各种应用中使用其创新钛材料，包括汽车行业。

2023年3月，3D打印技术参考注意到，SLM Solutions与IperionX公司签订了一份不具约束力的谅解备忘录，后者将向前者供应回收再制造的钛合金粉末。谅解备忘录的签订，意味着SLM Solutions将为全球客户提供*批由100%回收再制造的钛金属材料。

2023年1月，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）将提供高达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。

2020年，航空航天企业Relativity Space已经与6K建立了战略合作，共同开发经济、可持续的材料用于火箭3D打印。该合作将建立闭环供应链，届时，Relativity生产过程中产生的废料将通过6K转化为优质粉末，并重新部署到Relativity工厂。两家公司还将共同开发用于火箭制造和太空应用的新材料。

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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