冷金屬融合CMF是一種間接金屬增材制造技術(shù)，依托聚合物SLS設(shè)備平臺與粉末冶金MIM工藝集成創(chuàng)新，突破常規(guī)LPBF金屬3D打印技術(shù)的設(shè)備壁壘與成本瓶頸，成為3D打印行業(yè)低成本、批量化金屬構(gòu)件制造的革命性方案。

3D打印技術(shù)參考注意到，國內(nèi)冷金屬粉末廠商深圳市夢三維，使用EOS最新推出CMF專用3D打印機(jī)，推出了這一新的金屬3D打印解決方案，并與服務(wù)商元宇界科技（上海）有限公司達(dá)成合作，相關(guān)成果將首次亮相2026年TCT亞洲展（展位號：8C50）。

EOS新的鈦合金3D打印技術(shù)

鈦是制造泵和閥門的關(guān)鍵材料，其耐腐蝕、輕質(zhì)、生物相容性好，在化學(xué)、衛(wèi)生和高壓環(huán)境中具有極高的耐久性。鈦部件的最終性能不僅取決于材料本身，制造工藝也同樣重要。

數(shù)十年來，鈦合金的主要制造手段為鑄造和鍛造，其次是基于激光、電弧、電子束熔融等的3D打印技術(shù)。如今，基于燒結(jié)的CMF間接3D打印技術(shù)正在迅速崛起。其應(yīng)用定位也非常清晰——成為一種強(qiáng)大且可擴(kuò)展的鈦鑄造替代方案。

全球3D打印行業(yè)龍頭企業(yè)EOS公司，已聯(lián)合其合作伙伴專門推出了適用于該方案的FORMIGA P 110 CMF設(shè)備。這一方案，正在中國實(shí)現(xiàn)商業(yè)化落地。

那么CMF 3D打印與傳統(tǒng)鑄造工藝應(yīng)如何比較？哪種工藝在性能、成本和設(shè)計(jì)自由度方面更勝一籌？接下來我們將進(jìn)行具體的分析。

鈦合金鑄造面臨的挑戰(zhàn)

鈦的鑄造難度向來非常大，它在高溫下極易與氧氣發(fā)生反應(yīng)，這使得鑄造廠商必須使用昂貴的真空或惰性氣體保護(hù)設(shè)備以及先進(jìn)的熔煉技術(shù)，這極大增加了成本和工藝復(fù)雜度。而且，這也導(dǎo)致零件設(shè)計(jì)的自由度受限。鈦鑄造技術(shù)的主要局限性體現(xiàn)在：

??復(fù)雜結(jié)構(gòu)難以或無法實(shí)現(xiàn)

鈦熔體的流動(dòng)性很差，這就導(dǎo)致在制造薄壁、小區(qū)率半徑、倒角、內(nèi)部流道或急劇過度的結(jié)構(gòu)時(shí)面臨困難。在鈦合金的眾多應(yīng)用中，泵體的地位相當(dāng)高，但其中通常包含扭曲的葉輪葉片或內(nèi)部擴(kuò)散器，而鈦熔體本身的特點(diǎn)造成部件可能需要重新設(shè)計(jì)或采取多部件組裝方案。

??模具成本高且靈活性差

為了防止污染，鈦的鑄造模具必須使用高化學(xué)穩(wěn)定性的材料，這就導(dǎo)致模具的成本很高。而且泵的結(jié)構(gòu)多種多樣，每種都需要專門的模具，極大限制了其制造靈活性

?? 尺寸精度控制困難

鈦合金的熱膨脹系數(shù)較大，而導(dǎo)熱系數(shù)小，鑄件易發(fā)生翹曲變形；加之模具精度因素，導(dǎo)致其精度控制困難，后續(xù)通常需要機(jī)加。

??交貨周期較長

從制樣、模具安裝、鑄造、HIP處理、熱處理、機(jī)械加工到檢驗(yàn)，每一道工序都比常規(guī)鑄造復(fù)雜且耗時(shí)，整個(gè)流程可能持續(xù)幾周甚至幾個(gè)月。

??冶金質(zhì)量難控制

由于鈦熔體的粘度大、流動(dòng)性差，不均勻凝固極易在內(nèi)部形成空隙等缺陷，它會(huì)降低零件結(jié)構(gòu)的完整性，影響疲勞性能，并增加檢測與返工的工作量。

不過，鑄造工藝對于大批量、結(jié)構(gòu)簡單的零件生產(chǎn)仍具可行性，但在工程化鈦合金部件領(lǐng)域，其局限性便迅速顯現(xiàn)。

CMF間接鈦合金3D打印

Cold Metal Fusion（CMF）是基于燒結(jié)的金屬增材制造工藝，融合了聚合物激光燒結(jié)與粉末冶金技術(shù)。EOS最新推出的FORMIGA P 110 CMF設(shè)備采用聚合物-金屬混合原料，可在低于180℃低溫環(huán)境下打印出接近最終形狀的鈦金屬生坯（Green-part）。然后通過溶劑/催化脫脂后得到棕坯（Brown-part），最后進(jìn)行真空或特種氣氛燒結(jié)得到冶金化的最終零件。

目前已經(jīng)正式，使用CMF技術(shù)3D打印的Ti-6Al-4V零件性能與MIM等傳統(tǒng)粉末冶金技術(shù)相當(dāng)。有報(bào)道指出，目前該技術(shù)制造的鈦合金已應(yīng)用于3C領(lǐng)域。 相比傳統(tǒng)鑄造，基于CMF的3D打印顯示出了典型優(yōu)勢：

• 設(shè)計(jì)自由度更高，但成本更低

• 約99%的原料可以重復(fù)利用

• 使用SLS聚合物激光燒結(jié)平臺，設(shè)備投入低

• 可無支撐打印，適用于葉輪和擴(kuò)散器等流體類零件

• 材料性能滿足高要求的泵與閥門應(yīng)用

• 中小批量生產(chǎn)具有可擴(kuò)展性

CMF鈦合金3D打印

典型應(yīng)用場景

CMF技術(shù)可以高效經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)鈦合金部件——特別是用于泵、閥門及其他工業(yè)應(yīng)用的葉輪、擴(kuò)散器、流體組件和外殼等。

??復(fù)雜泵葉輪

CMF技術(shù)可實(shí)現(xiàn)葉輪平面無支撐打印，能夠顯著提升產(chǎn)能。傳統(tǒng)鑄造工藝若無分段模具，則無法實(shí)現(xiàn)同等內(nèi)部曲率或薄壁葉片結(jié)構(gòu)——即便可行也極為困難。

??擴(kuò)散器與流體組件

內(nèi)部通道、錐形入口及自由形態(tài)流道設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了鑄造工藝無法達(dá)到的效率提升。

??產(chǎn)品組合變體豐富

泵和閥門常存在數(shù)十甚至數(shù)百種變體。CMF技術(shù)無需模具，能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效的定制化生產(chǎn)。

??更快的原型制作與迭代

工程師在幾天內(nèi)就可以完成從零件設(shè)計(jì)到燒結(jié)部件的量產(chǎn)轉(zhuǎn)化 ，即便后期是否開模量產(chǎn)，也節(jié)約了大量等待時(shí)間，而此前通常幾個(gè)月，這極大加速了測試進(jìn)程，并顯著縮短了新產(chǎn)品導(dǎo)入NPI的周期。

戰(zhàn)略整合兩種技術(shù)

不過，CMF 3D打印技術(shù)雖優(yōu)勢明顯，但也并非主導(dǎo)去替代鑄造。在已經(jīng)穩(wěn)定生產(chǎn)、交貨不急、需求量大的場景中，常規(guī)鑄造技術(shù)的優(yōu)勢更為明顯；而在定制化、少量替換件或維修零件以及快速原型制作場景下，則適合使用CMF技術(shù)，用戶完全可以戰(zhàn)略性的整合兩種技術(shù)。

可以得出的重要結(jié)論是，CMF是重要的鈦合金鑄造補(bǔ)充方案。

對于絕大多數(shù)鈦泵和閥門部件——尤其是葉輪、擴(kuò)散器、殼體和工程化流體部件，CMF技術(shù)能提供更強(qiáng)的靈活性、更好的復(fù)雜結(jié)構(gòu)制造能力以及極具競爭力的單件成本效益。實(shí)際上，制造商選擇CMF技術(shù)有幾個(gè)明確的指標(biāo)：

• 結(jié)構(gòu)難以通過鑄造實(shí)現(xiàn)

• 制造規(guī)模中等

• 要求更快的迭代周期

• 缺少模具

• 要求尺寸穩(wěn)定性

• 要求確定的材料性能

在這些情況下，CMF間接金屬3D打印技術(shù)將是更好的鈦鑄造替代方案。若您從事泵或閥門部件制造，且希望降低模具成本、提升性能或?qū)崿F(xiàn)全新設(shè)計(jì)，基于EOS FORMIGA P 110 CMF平臺的CMF技術(shù)或許正是您的理想之選。

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