霸屏央视超4分钟！对准三龙湾南海片区新质生产力
季华实验室3D金属打印技术
登上央视
展现三龙湾南海片区新质生产力
增材制造，也就是我们俗称的3D打印技术，被誉为引领“第三次工业革命”的关键技术之一。而其中，金属高性能增材制造技术，更是被业内视为增材制造领域高难度、高标准的一个重要分支。近日，CCTV4《走进实验室看新质生产力》来到季华实验室新型增材制造研究院，探访当前3D金属打印技术及其在推动新质生产力发展中的具体应用场景。
由季华实验室自主研发完成的超大型金属增材制造设备，是我们俗称的金属3D打印机，很多金属构件就是由它来制作完成的。金属3D打印机做出来的金属构件结构非常复杂，而且孔洞特别多，每一根管道也都是中空的，如果用传统的铸造方式制作的话，可能会涉及金属构件的开模、钻孔、切削以及焊接等复杂工序，没有几个月的时间肯定是做不完的。
随着一束激光在金属3D打印机里快速地闪动，机器里平铺的金属粉末表面像是被火烧过一样，留下了一层复杂图案的印记，而当这些图案被一层层地堆积起来，一个精密的立体零部件就从无到有、从小到大地从机器里“长”了出来。
就像家用打印机需要添加“墨水”一样，金属3D打印机在工作时，最核心的原材料就是球形金属粉末。刚出炉的金属粉末，颗粒大小粗细不一，无法直接使用。为此，工程师们还要通过大型的超声振动筛，把目标粒子段的金属粉末给筛分出来。在材料方面，季华实验室已自主研制了等离子体雾化设备，能够实现对钛、钒等活泼金属，以及钨、钼等难熔金属粉末的稳定生产，填补了国内相关技术的空白。
有了金属粉末之后，就像是我们日常给打印机装上了墨盒一样，就可以开始制作我们想要的金属构件了。根据设计好的三维数字模型，选择性地融化每一层的粉末，凡是被激光扫过的地方，金属粉末就会凝固成一个整体，最终通过层层堆积，埋在粉床里的零部件就会露出真容。
季华实验室新型增材制造研究院高超峰博士介绍，如果利用传统方法加工构件，首先需要把这些流道给加工出来，还要想办法把它们焊接在对应的点位上，那么在焊接区域就可能会出现一些微小的缺陷、气孔。但是3D打印是一体成型的，可以完全避免焊接缺陷存在的可能性。目前团队以及整个行业也是在逐步向更大尺寸、更高成型效率的方向发展。
近年来，季华实验室新型增材制造研究院逐步具备专用合金材料新型雾化工艺技术、定制化装备研发、打印工艺及后处理工艺，以及产品优化设计与性能评估等科研能力。
季华实验室新型增材制造研究院副主任毕云杰表示，研究院正针对工业上所急需的产品以及企业对提升质量、提升性能或降低成本等需求，解决工业生产中的痛点，并从长远角度上，为中国的新材料开发和未来技术，特别是在装备方面，如发动机或航空航天领域做关键零部件的开发提供助力。
2024-04-01
季华实验室是首批广东省实验室之一。建设六年多来，围绕国家战略目标和产业发展需求，形成了新型显示装备、半导体装备与关键零部件、智能机器人、高端医疗装备、先进遥感装备、增材制造装备，以及新材料新器件等研究成果。
季华实验室副主任李贺军表示，实验室将在着力服务企业的同时，开展引领产业发展的工作，解决一些过去企业不想干、不敢干、没有进行布局的产业化项目，开发一系列具有引领性的产品，为新质生产力注入来自实验室的科创动力。