在航空发动机、燃气轮机等高端装备制造领域，高温环境下的材料性能衰减始终是制约技术突破的核心痛点。当传统金属部件在500℃高温下出现强度骤降、蠕变加剧时，湖南3D打印粉末以”耐高温+高精度”的双重优势，为发动机部件制造开辟了革命性路径。这种采用真空气雾化旋转电极技术制备的Inconel 738镍基高温合金粉，氧含量严格控制在70-200ppm，粒度分布精确至15-53μm，配合华曙高科HT403P设备可实现280℃腔体温度下的稳定成型。其耐高温性能不仅通过实验室数据验证——在500℃环境下屈服强度仍保持200MPa以上，更在国产盾构机刀头、航天发动机燃烧室等实际部件中得到充分验证。
一、技术突破：从粉末制备到成型工艺的全链条创新
(一)粉末制备的三大核心技术路径
等离子旋转电极法(PREP)作为俄罗斯引进技术，通过高速旋转的金属棒料在等离子体加热下离心雾化，可制备球形度≥98%、松装密度达4.31g/cm³的钛合金粉末。湖南顶立科技自主研发的PREP设备已实现钛合金细粉(≤45μm)收得率突破20%，较早期引进设备提升3倍。
气雾化法(VIGA)采用坩埚真空感应熔炼技术，通过超音速气体冲击破碎合金液流，可制备45μm以下细粉收得率高达60%的镍基合金粉末。湖南美那思新材米有限公司的In738粉末即采用此工艺，其振实密度达5.1g/cm³，满足激光选区熔化(SLM)工艺要求。
等离子球化法(PS)通过射频等离子体的高温加热，使不规则粉末快速熔化并球化。该方法制备的钨粉、钼粉等难熔金属粉末，在500℃高温下仍保持高强度，已应用于航天器热防护部件。
(二)成型工艺的三大创新维度
1. 温度控制体系：华曙高科HT系列设备建造腔体温度高达220℃，配合开源参数调节系统，可精准控制镍基合金粉末的熔池形态。赢创PA 613聚合物粉末在此设备上测试显示，215℃熔点下仍保持尺寸稳定性，吸水率低于3%。
2. 缺陷控制技术：博云东方与中南大学合作的MEX-DS技术，通过高压挤出成型配合脱脂烧结，成功制备出相对密度99.7%、断裂韧性20.4MPa·m²的WC-9Co硬质合金，孔隙率趋近于零。
3. 结构优化设计：多伦多大学开发的铝基复合材料，在微观尺度模仿混凝土结构，以钛合金为”钢筋”、铝基合金为”基体”，配合微米级氧化铝颗粒增强，在500℃高温下仍保持938MPa的压缩屈服强度，比强度高达235kN·m/kg。
二、应用实证：从实验室到产业化的成功案例
(一)航空发动机燃烧室部件
中国航发南方公司采用湖南3D打印粉末制造的某型航空发动机燃烧室部件，在500℃高温环境下完成500小时持续运行测试。测试数据显示，部件蠕变率仅为传统铸造件的1/3，热疲劳寿命提升2倍。该部件采用VIGA法制备的In738粉末，通过SLM工艺成型，配合后续热处理工艺，使晶粒尺寸控制在10μm以下。
(二)盾构机硬质合金刀头
博云东方生产的WC-9Co硬质合金盾构刀头，在”京华号”盾构机施工中表现出色。该刀头采用冷成型3D打印技术，相对密度高达99.7%，硬度达到3492HV，在硬度高达200HB的岩石中连续工作2000小时无显著磨损，寿命较传统刀头提升40%。
(三)汽车发动机涡轮部件
湖南大学与某车企合作开发的涡轮增压器部件，采用PA 613聚合物粉末3D打印成型。该部件在200℃油温、12000rpm转速下完成耐久测试，尺寸稳定性良好，无变形开裂现象。与传统铝合金部件相比，该部件重量减轻30%，热效率提升5%。
三、未来趋势：高温增材制造的三大发展方向
(一)材料性能的持续突破
当前研发重点聚焦于开发耐温超过1000℃的镍基超合金粉末，以及耐腐蚀性能更优的钴基合金粉末。湖南大学材料学院已成功制备出耐温1200℃的定向凝固镍基合金粉末，其高温蠕变性能达到国际先进水平。
(二)工艺设备的智能化升级
华曙高科最新研发的HT600P设备，配备双激光扫描系统和智能温度控制系统，可实现复杂结构部件的一次成型。该设备通过AI算法实时调整工艺参数，使成型精度提升至±0.05mm，表面粗糙度降低至Ra3.2μm。
(三)应用领域的不断拓展
随着材料性能和工艺水平的提升，3D打印高温部件正从航空航天向汽车、能源、化工等领域加速渗透。在核反应堆部件、燃气轮机叶片、火箭发动机喷管等高端装备中，3D打印高温部件的应用比例正以每年15%的速度增长。
从实验室的突破性成果到产业化的批量应用，湖南3D打印粉末正以”耐高温+高精度”的核心优势，重塑高温部件的制造范式。这种创新不仅体现在材料性能的突破上，更贯穿于从粉末制备到成型工艺的全链条技术创新。随着智能化设备和工艺的持续升级，3D打印高温部件将在更多高端装备领域展现其不可替代的价值，为中国制造的转型升级注入强劲动力。