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3D新聞

中科院:粉體包覆改性技術 加速3D打印金屬基複合材料發展

星之球科技 來源:新浪網2021-09-26 我要評論(0 )   

  為(wei) 助力優(you) 質項目市場推廣,促進科技成果產(chan) 業(ye) 化、市場化,中科智匯工場聯合媒體(ti) 發起以“挖掘發展潛力,見證企業(ye) 成長”為(wei) 主題的《見證》企業(ye) 專(zhuan) 訪活動,講好科學家的故...

  為(wei) 助力優(you) 質項目市場推廣,促進科技成果產(chan) 業(ye) 化、市場化,中科智匯工場聯合媒體(ti) 發起以“挖掘發展潛力,見證企業(ye) 成長”為(wei) 主題的《見證》企業(ye) 專(zhuan) 訪活動,講好科學家的故事,傳(chuan) 播創新項目。

  本期走進中科院過程工程所楊亞(ya) 鋒團隊的“3D打印金屬複合材料粉體(ti) 製備”項目。

  在航空航天、國防軍(jun) 工、能源化工等領域,金屬基複合材料是重要的工程材料。但是,這種材料發展仍較為(wei) 落後,主要原因在於(yu) 高質量金屬複合粉體(ti) 製備難。

  如何突破解決(jue) 這一問題呢?中科院楊亞(ya) 鋒團隊經過多年探索,創新性研發了粉體(ti) 包覆改性技術,開發了高質量3D打印複合材料粉體(ti) 的製備新技術。

  你知道“天問一號”火星探測器機殼以及“北鬥”衛星10餘(yu) 種關(guan) 鍵構件都是什麽(me) 材料製造的嗎?都是金屬基複合材料。這一材料在航空航天、能源等核心工程領域不可替代。製造這些複雜結構的金屬部件,3D打印毋庸置疑是排頭兵,直接將粉體(ti) 加工成複雜零部件,以避免或減少機械加工。

  當前,3D打印金屬基複合材料已成為(wei) 世界各國的前沿研究重點。合金3D打印發展已較為(wei) 成熟,而具有優(you) 異綜合性能的金屬基複合材料的發展仍然停滯。“主要原因就是高質量金屬複合粉體(ti) 製備難,其難點在於(yu) 現有粉體(ti) 製備技術難以兼顧高球形度和均勻複合化,”中科院粉體(ti) 材料重點實驗室副主任、研究員楊亞(ya) 鋒接受采訪時說。

  高質量粉體(ti) 缺乏是製約3D打印的關(guan) 鍵,高質量複合粉體(ti) 的製備已成為(wei) 國際公認的難題,針對這一問題,中科院楊亞(ya) 鋒團隊已研究了十餘(yu) 年。如何協調球形度與(yu) 均勻性的矛盾是根本出路。

  楊亞(ya) 鋒團隊有8人,其中科研人員占6人。2015年開始,團隊便瞄準高質量粉體(ti) 缺乏這一難點開展研究。

  瞄準領域公認的此難點,團隊開發了粉體(ti) 包覆改性技術,突破了製備高質量3D打印複合材料粉體(ti) 的關(guan) 鍵技術瓶頸。

  楊亞(ya) 鋒團隊提出了粉體(ti) 包覆製備複合粉體(ti) 的新思路,在不改變球形度的前提下,實現均勻複合化。這一技術的優(you) 點在於(yu) 均勻性高、球形度好、普適性強。設備搭建方麵,團隊自主搭建了粉體(ti) 流態化包覆改性裝備,實現了高質量3D打印金屬複合粉體(ti) 製備。產(chan) 品已通過第三方驗證,符合3D打印標準。

  數年研發過程中,團隊人員一刻都不曾停歇。采訪中,記者感受到楊亞(ya) 鋒團隊每一名研究人員的雷厲風行,果斷幹脆,講述每一塊內(nei) 容時又非常嚴(yan) 謹縝密。

  目前,該項目已加入CAS概念驗證計劃,中科智匯工場為(wei) 其配備了專(zhuan) 屬的技術經理人。提到與(yu) 中科智匯工場的合作,楊亞(ya) 鋒首先說到的是感激。

  “首先我們(men) 是要非常感激中科智匯工場給我們(men) 這樣的機會(hui) 能夠加入到CAS概念驗證計劃當中。我們(men) 注意到,中科智匯工場與(yu) 其他社會(hui) 機構不同,它是在有意培養(yang) 前瞻性項目,為(wei) 我們(men) 配備的技術經理人每周都同我們(men) 持續對接跟進,對接下遊客戶、協助申請資金支持,這是我們(men) 作為(wei) 科研人員所不能及的。”

  截止當前,楊亞(ya) 鋒團隊生產(chan) 的複合材料粉體(ti) 已經初步得到中航工業(ye) 、日本住友等國內(nei) 外二十餘(yu) 家企業(ye) 的認可,初顯經濟效益。

  不過,雖然當前生產(chan) 的複合材料粉體(ti) 已經初步得到工業(ye) 屆認可,然而要滿足工業(ye) 的大批量化定製,還需要解決(jue) 粉體(ti) 放大生產(chan) 中金屬粉體(ti) 高溫黏性大難流化、不同粒徑顆粒的包覆量精準控製難和前驅體(ti) 濃度分布不均導致均勻包覆難等突出問題。“目前急需突破連續化生產(chan) 中的產(chan) 品穩定性控製技術,建立高質量金屬基複合粉體(ti) 中試工程驗證平台,”楊亞(ya) 鋒說。

作為(wei) 從(cong) 中科院的實驗室孵化出來的項目,如何布局產(chan) 業(ye) 化,是楊亞(ya) 峰下一步麵臨(lin) 的重要問題。接下來,團隊將主要聚焦在3D打印高質量金屬基複合粉體(ti) 的規模化連續生產(chan) 技術,建立並製定相關(guan) 的行業(ye) 標準,建成年產(chan) 噸級的3D打印複合粉體(ti) 生產(chan) 線。在此基礎上,力爭(zheng) 成為(wei) 航空發動機葉環風扇、核電裝備以及能源化工等領域的重要供應商。

  楊亞(ya) 鋒提出了四大戰略,一是獨有化戰略:瞄準高端3D打印複合粉體(ti) 製備技術空白,打造領域內(nei) 首屈一指的複合材料粉體(ti) 高端技術服務平台;二是戰略化聯盟:把握複合材料軍(jun) 工應用背景,利用我們(men) 在3D打印複合粉體(ti) 技術優(you) 勢和獨創性,與(yu) 軍(jun) 工企業(ye) 建立長期合作關(guan) 係;三是高端化戰略:針對當前3D打印粉體(ti) 需求市場,選擇具有高附加值、高端應用領域,有針對性地定製生產(chan) 產(chan) 品;四是國際化戰略:與(yu) 歐美、日本等發達國家的高效和科研院所建立戰略合作夥(huo) 伴關(guan) 係,聚集人才與(yu) 資源優(you) 勢,提升技術水平。

  團隊計劃到2023年實現規模化生產(chan) 技術優(you) 化,實現連續性和穩定性的同步提升,2025年孵化高新技術企業(ye) ,開拓市場,實現盈利。


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