钛铸造与ColdMetalFusion 

2026年2月10日 | 阅读时间：8分钟

钛是制造泵和阀门的卓越材料：耐腐蚀、轻质、生物相容性好，且在严苛的化学、卫生和高压环境中具有极高的耐久性。然而，选择钛部件的制造工艺已与选择材料本身同样重要。

数十年来，钛铸造与锻造技术始终主导着工业生产。如今，基于烧结技术的金属增材制造工艺ColdMetalFusion CMF）技术（应用于FORMIGA P 110 CMF设备）——正迅速崛起，成为一种强大且可扩展的钛铸造替代方案。

那么这两种制造工艺如何比较？
哪种工艺在性能、成本和设计自由度方面更胜一筹？
工程师何时应从铸造转向CMF？

让我们来分析一下。

钛铸造面临的挑战

钛铸造素以难度著称。钛在高温下极易与氧气发生反应，这迫使铸造厂必须使用专用模具、受控气氛和先进的熔炼技术。这些措施不仅大幅增加了成本，还限制了设计自由度。

钛铸造的主要局限性：

1. 复杂几何结构难以或无法实现
   铸造工艺在处理薄壁、小曲率半径、倒角、内部流道或急剧过渡时面临挑战。泵体常见特征——如扭曲叶轮叶片或内部扩散器——往往需要重新设计或采用多部件组装方案。
2. 模具成本高昂且缺乏灵活性
   每种变体或定制几何形状都需要新模具。对于生产多种泵配置的原始设备制造商而言，这很快就会成为成本和交货周期的瓶颈。
3. 尺寸变化很常见
   冷却区、收缩和模具不一致都会导致变化。后处理和机械加工步骤通常需要进行补偿。
4. 交货周期较长
   从制样、模具安装、铸造、HIP处理、热处理、机械加工到检验的整个流程可能持续数周甚至数月。

铸造工艺对于大批量简单零件仍具可行性——但在工程化钛合金部件领域，其局限性便迅速显现。

什么是冷金属熔合（CMF）？

冷金属熔融技术是一种基于烧结的增材制造 AM）工艺，融合了聚合物激光烧结与粉末冶金技术。该工艺采用聚合物-金属混合原料，通过FORMIGA P 110 CMF设备在低温（30-50°C）条件下打印出近净形钛绿色件，经脱粘剂处理和烧结后，可获得接近金属注射成型（MIM）工艺的Ti-6Al-4V材料性能。

为何工程师认为CMF是真正的钛铸件替代方案：

• 设计自由度可与激光粉末床熔融技术媲美，但成本更低
• 100%原料可重复利用性
• 低资本支出，依托聚合物选择性激光烧结平台
• 无打印，适用于叶轮和扩散器
• 适用于高要求泵与阀门应用的材料特性
• 适用于中小批量生产的可扩展性

CMF在保持经济吸引力的同时，极大地拓展了几何可能性。

铸造与CMF：并列比较

CMF在哪些方面优于钛铸件

1. 复杂泵叶轮
   CMF技术可实现叶轮平面无支撑打印，确保高吞吐量与高效制造。传统铸造工艺若无分段模具，则无法实现同等内部曲率或薄叶片几何结构——即便可行也极为困难。
2. 扩散器与流体组件
   内部通道、锥形入口及自由形态流道设计，实现了铸造工艺无法企及的效率提升。
3. 产品组合变体丰富
   泵和阀门常存在数十甚至数百种配置。CMF技术无需模具，实现经济高效的定制化生产。

4. 更快的原型制作与迭代
   工程师能够在**数天**内完成从设计到烧结钛部件的转化，而非数月。这极大加速了测试进程，并显著缩短了开发周期。

当铸造仍具优势时

铸造在以下情况下仍然适用：

• 交易量极高
• 设计简洁且经年稳定
• 交货周期不太关键
• 工具投资是合理的

但即使在这些情况下，CMF仍可通过以下方式补充铸造工艺：

• 快速原型制作
• 预制工具试运行
• 定制化产品变体
• 低量替换件或维修零件

许多制造商最终会战略性地整合这两种工艺。

核心结论：CMF是否是更优的钛合金铸造替代方案？

对于绝大多数钛泵和阀门部件——尤其是叶轮、扩散器、壳体和工程化流体部件——CMF技术能提供更强的灵活性、更优的几何加工能力以及极具竞争力的单件成本效益。

制造商选择CMF时，通常需要：

• 无法铸造的几何体
• 中等产量时成本更低
• 免模具生产
• 更快的迭代周期
• 尺寸精度稳定
• 经证实的Ti-6Al-4V性能

在这些情况下，CMF不仅是一种选择——它更是首选的钛铸造替代方案。

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若您从事泵或阀门部件制造，且希望降低模具成本、提升性能或实现全新设计，FORMIGA P 110 CMF上的CMF技术或许正是您的理想之选。