将废旧合金变成航空级3D打印金属粉末，6K微波等离子体平台UniMelt
2020年10月21日，南极熊获悉，先进材料专家6K公司获得了美国国防后勤局(DLA)的第二阶段小企业创新研究(SBIR)计划，将利用废旧资源生产高性能金属粉末，形成国内闭环供应链商业化。
△6K的提供适用于高级应用的优质粉末，可以满足医疗，航空航天，汽车，牙科和其他增材制造应用的要求。6K的UniMelt®技术可以使诸如SS17-4PH，SS316的铁合金，包括Inconel 718、625，HX的镍超合金，诸如CoCr的钴基合金，诸如Mo，W，Re的难熔金属以及诸如Ti-6-4的反应性合金 ，TiAl，铝合金以及MY和YSZ等高温陶瓷球化。
那么这家名为6K的公司究竟是用的什么技术，为什么能够得到美国政府的支持，南极熊带你来揭秘。
最新的项目将利用6K专有的微波等离子体平台UniMelt，来采购和回收镍超合金废料，并将其转化为航空级粉末。然后，这些粉末将用于3D打印金属部件。
6K的首席执行官Aaron Bent博士说："作为一家公司，我们很高兴获得这个奖项，但更重要的是，作为一个组织，我们很自豪能够帮助我们的国家，创造用于增材制造等新兴生产方法的镍基合金。"
6K的UniMelt等离子生产系统
6K的专利UniMelt系统可以将镍和钛等废旧合金进行清洗、制备和球化，使其成为适合3D打印、金属注射成型和其他粉末冶金生产工艺的高质量金属粉末。来自国防机械厂、"骨料场 "和其他来源的废金属可以作为UniMelt系统的原料，目的是为美国军方提供安全和可追溯的国内重要材料供应，从而减少对国外采购的依赖。
6K拥有世界上最先进的等离子体生产系统，6K的专有工艺技术UniMelt® - 均匀熔化状态工艺是基于高频微波等离子体，这是一个连续的流程操作，从开始到结束只有一个步骤，在不到2秒的时间内完成。
△UniMelt® 技术原理
6K公司在这方面的努力已经获得了美国国会议员的支持，其中之一就是国会议员Guy Reschenthaler。他说："宾夕法尼亚州西南部的就业创造者，创新者和勤奋的员工，努力为我们的战士提供重要资源，我很自豪能够获得资金，以减少对外国钛的依赖，并利用美国人的创造力来保护我们的国家安全。"
△6K的专利UniMelt微波等离子平台，图片来自6K
美国国防部(DoD)如何受益？
那些能够通过6K的UniMelt系统重新利用的超级合金，通常用于飞机和火箭发动机、燃气轮机、油气设备和热交换器中的推进和热缓解部件。第二阶段计划的一个重要因素是，这些超级合金在美国国内的供应有限，导致对国外供应的依赖。
△电子束3D打印过程
6K的UniMelt系统不仅可以通过回收报废部件和废旧粉末提供更多的超级合金，还可以促进具有已知和可追溯材料质量的闭环生产过程。回收以前合格的国防部零件和车间废料将提高零件的一致性，并大大减少意外的零件异常。
UniMelt还将使国防部能够以更快的速度开发和采用增材制造工艺，制造出具有新颖功能的零件，缩短工程周期。使用已经认证的废料作为原材料，将大大降低新制造零件的材料成本，为部门提供健康的投资回报（ROI）。
△一种适合在UniMelt系统中使用的镍合金IN718，图片来自6K
3D打印与循环经济
循环经济是一个力求优化利用资源以避免浪费的概念。根据威立雅2016年的《Imagine 2050》报告，仅英国的食品饮料、制造业和化工企业就站在一个价值50亿美元的浪费材料和能源的矿山上。根据该报告，这三个行业在减少浪费并在此过程中产生新的收入来源方面有着巨大的潜力。
正如6K所展示的那样，3D打印可以促进公司在流程中嵌入循环经济方法的目标。食品行业促进这一目标的举措已经持续了数年，例如最近结束的BARBARA项目，利用食物垃圾和农副产品生产了适合汽车和建筑行业3D打印原型的生物基材料。同时，从咖啡粉和橘子皮中提取的生物塑料已经成功制造出来，以取代传统的石油基PET。机器学习、生物技术和微生物工程相结合，将食物垃圾转化为可生物降解的PHA。
在其他地方，循环经济方法也被意大利3D打印机制造商WASP应用于建筑领域。这家公司3D打印了一个用可持续自然材料创建的生态房屋，于2018年首次亮相，使用的材料混合物由25%的当地土壤、40%的稻草碎米、25%的稻壳和10%的液压石灰编制而成。
△使用WASP CRANE 3D打印的Gaia生态屋，图片来自WASP
今年早些时候，来自都柏林I-Form先进制造研究中心的研究人员，研究了粉末回收对不锈钢3161的影响，而来自希腊地中海大学的其他研究人员则探讨了ABS丝材的机械性能在回收后的变化。
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