钛合金应用比例逐渐上升，应用场景随着成本降低快速拓宽，市场前景广阔
钛是3D打印制造中最常用的金属之一，广泛应用于航空航天、关节置换和手术工具、赛车和自行车车架、电子产品和其他高性能产品。钛和钛基合金具有高机械强度、高强度重量比以及比不锈钢更好的耐腐蚀性。这种材料能使火箭和飞机更轻，从而节省燃料并提高有效载荷能力。它还能使智能手机和VR眼镜等电子产品重量更轻。医疗植入物也是如此。此外，如果将钛的固有品质与3D打印的独特功能结合起来，优势将成倍增加。
值得注意的是，钛合金在消费电子领域的应用已经迎来爆发，其3D打印材料已应用于手机、智能穿戴、平板电脑、笔记本等设备，成为新增长点，华为、苹果、荣耀、三星等多家头部厂商纷纷启用钛合金材料替代原有不锈钢/铝合金，进行手机中框、折叠屏铰链、手表表壳、表带等结构件制备，推动其在高端消费电子领域的应用。
钛合金极具发展潜力，3D打印、MIM等应用提振钛合金需求，然而其原料粉末制备仍存在诸多问题
目前市场上常见的金属3D打印材料主要是钛合金、高温合金及不锈钢等，其中钛合金市场发展最快，份额最高：相较其他金属，钛合金具有高强度、轻量化、耐腐蚀、优异高温力学性能等优势，被认为是最适合制备为粉末的金属材料。钛合金3D打印材料相较传统机加工（CNC工艺），在面对结构复杂的金属件加工时，其低成本、高良率优势逐渐凸显。
金属粉末作为3D打印、MIM等工艺制备的原材料，是产品制备的核心：钛合金3D打印的材料性能取决于其原材料粉末质量，影响着最终打印部件结构及性能质量、寿命、成熟度等参数指标，粉末或者工艺参数选择不当，将会影响打印件的成形性，成形件中容易出现球化、裂纹、孔隙以及翘曲变形等缺陷，严重影响其成形精度和力学性能。一般情况下，粉末质量（强度）越好、一致性越高、波动越小，其打印出的产品致密性、机械性能越好。
目前常用的3D打印粉材制备方法为气雾化制粉工艺，一方面其制备涉及高温、高压、氩气循环等工艺流程，成本高昂（约400~500元/kg），设备等CAPEX费用居高不下；另一方面其所需原料为钛棒（约180~220元/kg）经氢化脱氢工艺后所得多角钛粉，原料价格难以下降；此外，气雾化制粉技术一直存在副产物比例高、价值低、利用率低、回收成本高昂等问题，这也导致了钛合金3D打印产品价格下降趋势放缓。
响应绿色发展、“双碳”与降本等多因素驱动下，低成本高性能再生回收钛粉需求迫切
钛合金气雾化制粉技术在成本降低方面面临上述诸多挑战，细粉收得率低也是气雾化技术面临的重要难题。气雾化制粉因其制备原理以及性价比等原因难以无限制地降低副产物（粗粉）比例，该比例甚至高达40%以上，然而该大量的低价值粗粉却存在回收难，回收价格低等问题。
而传统的机加工工艺（CNC）则会产生大量屑料、废料，产量更是远大于粗粉。目前主流回收方法为EB（电子束炉）重熔工艺，而粗粉废料则由于其表面活性和粉末状态等因素，更是须加温加压预制成坯方能重熔回收。但是重熔所得产品丧失了原本粉末所潜在具有的高价值特性，故现阶段如何有效回收转化这部分产物成为传统钛加工厂商与钛粉厂商共同的迫切需求。
2022年全球钛废料市场规模约为8.16亿美元，未来六年CAGR为9.1%，到2029年将达到15.25亿美元。在绿色“双碳”背景下，再生粉材或率先突破3C消费电子领域应用市场：目前，高端消费电子头部玩家已逐步启用钛合金结构件，这保证了钛回收领域未来的稳定供应及增长潜力；而苹果则率先表明未来将会采用再生粉材所加工产品，该举实现后再生钛粉需求端将会激增，两者结合显示了未来再生钛粉在供应端及需求端双端刺激下的增量空间。
鉴于此，全球已有多家企业进入钛回收领域，探索将钛合金废料直接转化成3D打印用钛合金粉末的设备和工艺。钛合金3D打印目前很可能会在3C消费电子行业的推动和影响下，朝着一个体系更完整、可持续、低成本、绿色低碳环保、循环金属制造的方向发展。
国外IperionX、CSIRO、AMAZEMET等公司纷纷踏足钛金属粉末回收领域，探索回收路径，IperionX、AMAZEMET等企业参考传统气雾化工艺，选择改进氢化+雾化工艺实现回收，但仍摆脱不了高温高压+还原剂的制备环境，且可拓展性弱；澳大利亚厂商CSIRO另辟蹊径，选择通过机械剪切磨的形式回收制粉，然而目前仍存在所得粉材杂质含量高的问题；相较而言，国内钛回收进展缓慢，玩家多为研发阶段，稳定性、可靠性等问题尚未解决，形成竞争力的企业少，实现量产的玩家更是凤毛麟角，且多为高成本制备工艺，其虽满足绿色环保概念，但是回收成本仍居高不下；目前高性价比再生3D打印/MIM用细粉领域国内仍显空白，具备该能力的厂商将形成极大的先发优势。
再生钛粉产品上游为传统钛合金加工厂商以及钛合金制粉厂商，其原料成本分别为屑料30~50元/kg、粗粉40~60元/kg；再生粉材下游一是售予原钛合金制粉厂商掺杂至其新制粉中，满足客户参数标准后用于3D打印与MIM；二是直接售予钛产业链厂商应用于传统粉末冶金领域。
再生钛粉所制备钛合金产品应用场景与原新制粉类似，具体的应用限制则因不同玩家工艺不同、所制得产品性能参数不同而具有差异。具体核心参数有：粒径、粉末球形度、含氧量等，其会影响产品成形性、屈服强度、塑性、致密性等关键指标。再生钛粉在消费电子领域已经可以完全满足其性能要求，在航空航天及军工领域钛合金性能要求较高，短期内再生钛材导入难度较大，其中无人机、弹药等部分军品耗材因降本增效需求仍存在切入机会。
谱系化金属增材制造及再生或成为未来发展方向，高附加值金属材料未来或取代部分高端应用场景
随着高端应用场景对性能要求及加工复杂程度逐渐提高，金属增材制造谱系化将是未来发展的必然趋势：高强铝、钽、铌等高附加值金属因其优异的性能，未来将逐步应用于3D打印及注射成型，占据部分高端增材制造市场。
金属钽、铌具有优异的化学稳定性、高温力学性能、耐腐蚀性能以及加工成形能力，目前已被应用于航空航天、冶金化工、国防、生物医疗以及核工业等诸多高新技术领域，作为其制备原料的球形钽粉价格在万元以上波动；另外，随着铝强度以及加工复杂程度不断提升，高强铝增材制造或成为铝加工的未来趋势。金属增材制造谱系化的发展过程中，金属粉末作为原材料，其制备亦存在类似钛合金粉末收得率低、成本高等通性问题。
在未来金属增材逐步谱系化的背景下，高价值金属废料回收将是不可避免的议题：目前再生铝发展较为成熟且市场庞大，根据XYZ-Research的公开数据，2021年，中国再生铝市场总产量830万吨，预测2025年中国再生铝市场产量将超过1100万吨。
然而现阶段再生铝大多通过重熔方式得到再生铝板、铝锭，制备铝粉的技术并不成熟，而对于钽、铌等高价值金属粉末回收目前国内尚显空白，回收工艺仍存在诸多挑战。随着技术革新，高价值谱系化金属3D打印将占据部分高端市场，而其原材料粉末废料若通过传统重熔回收将失去其部分高价值特性，因而低成本地通过废料直接转化为高价值金属粉末在未来需求将逐渐凸显。
此外，其他金属的废料回收亦存在上述通性问题：例如，作为高价值金属之一的银应用广泛，其中光伏是工业用银的最大应用领域，银粉作为光伏银浆最重要的原材料，在银浆生产中成分与成本占比皆为最高，在光伏板到期报废后银需要再生回收，其中有大量的再生银需要处理，如何低成本将其转化为高价值粉末仍是当前银再生回收尚待解决的问题之一。
总体来看，当前金属废料回收领域整体仍存在回收难、回收成本高、回收后价值量下降等问题，如何将废料低成本、高效率、谱系化地转化是行业亟待解决的问题。而关于这点，思锐增材给出了满分答案。
布局高性价比谱系化金属回收，思锐增材率先实现物理手段粉末再生工艺
思锐增材成立于2023年，专注于金属废料粉末再生领域，覆盖3D打印/注射成型（MIM）/粉末冶金/喷涂等方向，是业内首个利用金属冷整形制粉技术实现钛合金废料再生的玩家，并且唯一实现了低成本制备再生钛粉产业化。公司由南科大嘉兴研究院孵化成立，其技术团队通过自主研发的金属冷整形制粉技术，实现了钛/钛合金颗粒废料、钛屑料的有效循环利用，并拓展至高强铝、银、钽等高价值金属废料回收场景。
公司创始团队履历丰富，深耕材料领域研究，核心团队由1位教授、2位博士等十余人组成。创始人严明教授现任深圳市发改委航空发动机3D打印粉材工程实验室主任，拥有哈尔滨工业大学、昆士兰大学、日本国立材料研究所和皇家墨尔本理工大学等高校研究经历，目前担任南方科技大学材料系及机械与能源系长聘正教授、博导，还同时担任“广东省机械工程学会增材制造分会”理事、“广东省粉末冶金产业技术联盟”专家委员会委员、广东省重大专项（增材制造方向）中期考核专家组成员，曾获德国洪堡资深学者、日本振兴学者、澳大利亚国家博士后研究员奖（ARC-APD）、深圳市孔雀计划、斯坦福全球前2%科学家等国内外荣誉，在增材制造及其材料回收领域执行业牛耳，所带领团队致力于研究粉末冶金技术，自2009年开始积累传统粉末冶金技术经验，2014年进入3D打印材料研究，累计研究十余年；总经理王大为博士为南方科技大学材料系首届博士生，主要研究钛及钛合金的激光3D打印，累计已在A等学术期刊发表论文16篇，包括SCI论文14篇，累计被引用近500次；担任多个SCI期刊审稿人，累计申请国家专利3项，具有资深的钛及钛合金增材制造及其回收相关经验。
思锐增材深耕研究，致力于发展低成本高性能再生钛粉制备工艺，构建深厚技术壁垒，成本优势显著
思锐增材研发的独特金属冷整形回收技术，无需加热且仅通过物理作用整形，便能将废料转化为流动性较好、纯度高、低空心粉率且高性能的近球形粉体，该工艺通过控制表面氧含量以及细晶、氮含量来达到控制钛粉性能的目的，能有效增强产品的屈服强度（高于传统产品100 MPa以上）和延伸性，可直接用于选区激光熔化（SLM）3D打印、金属注射成型（MIM）、粉末冶金（PM）、喷涂和直接能量沉积（DED）3D打印等领域，并服务于3C电子配件、耐腐蚀部件、民用钛合金产品、航天构件、兵器耗材等终端行业。
思锐增材表示，区别于传统高温高压路径，公司该非热物理技术路线可实现低成本再生钛粉转化，其自研设备造价低廉（低于友商设备一个数量级），收得率超90%，在成本上具有绝对的竞争优势。
图：思锐增材再生TC4钛合金粉末SEM图
公司再生粉材可直接用于下游传统粉末冶金（PM）及增材制造的民用产品生产，而对于航空航天等氧含量敏感的领域，产品下游钛合金制粉厂商往往会将其再生粉材与新制粉相混合后应用于终端产品制造。
在绿色“双碳”背景下，当前再生钛合金的市场主要体现在民用市场尤其是3C消费电子市场的扩张，思锐增材产品因其低成本与高强度，在民品领域优势巨大。
而另一方面，考虑到当前航空航天及军工领域对钛材3D打印的氧含量较为敏感，思锐增材正积极研发除氧技术，在近期成功突破了金属粉材的低温除氧处理技术，这一技术的实现将此前产品因氧含量较高导致难以切入军品市场的短板解决，为切入航空航天市场积蓄自身竞争力，未来有望突破航空航天领域及军工领域市场。
此外，思锐增材在市场拓展方面具有其独特的构思，区别于其他再生回收直接与原有新制粉商竞争，公司积极开拓下游终端市场，通过扩大终端应用端口实现错位竞争的同时，结合其再生环保概念涉足具有特殊需求的终端细分市场：
在传统喷涂领域，其涂层除基础颜料外还会添加颗粒防腐蚀与生物附着，此前主要是使用铝合金粉末，而钛粉的应用设计及性能均优于铝合金粉末，过去由于钛合金粉末价格昂贵，往往只用于航空母舰等军工领域喷涂涂料，而思锐增材可实现低成本再生钛合金粉末的生产。所生产近球形粉末具有高强度与抗腐蚀性优势，完美契合市场需求，走出独特的市场应用路径，与传统气雾化制粉厂商形成差异化竞争。
对于上游原材料，思锐增材渠道优势明显，公司一方面与行业内多家头部客户建立紧密战略合作关系，另一方面触达各中小制粉厂商、传统机加工厂商，实现供应链多路线布局，构建稳定可靠的供应链条。
产品布局方面，公司表示要积极拥抱增量市场、立足长尾，积极开拓下沉市场，有效运用公司产品在定制化方面的优势：在科研方面，在研究金属粉末对产品性能影响过程中需要灵活调节粉末各项参数，这对于传统气雾化制粉工艺来说过于繁琐，而思锐增材独特的金属冷整形工艺则可以实现简单高效的定制化生产，为科研研究提供灵活且低成本的供应；另一方面，思锐增材还拥有独创的粉材强化精加工技术，可将常见钛合金的屈服强度增强20%～50%，满足定制化高强度钛合金粉末需求。
对于长期发展，思锐增材有其独到的见解，提出了全金属谱系化布局的长期目标，定位细分市场，实现差异化错位竞争：金属冷整形技术路线为公司提供了拓展到其他金属回收领域的可能，其作为一种高度可拓展性平台技术，拥有将不同种类金属从不规则状态转化为近球形态的能力，这将极大地增加公司未来发展的潜力，尤其对于高附加值金属市场玩家具有极大的吸引力。思锐增材现已布局钛、铝、银、钽、铌等金属粉末再生并持续深入相关研究，公司表示未来2年会有约30%的营收来自非钛金属业务。
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