粉体包覆技术实现3D打印金属基复合材料发展加速度

来源 :中关村 | 被引量 : 0次 | 上传用户:meng010
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  “主要是高质量金属复合粉体制备难,其难点在于现有粉体制备技术难以兼顾高球形度和均匀复合化,”中科院粉体材料重点实验室副主任、研究员杨亚锋接受《中关村》杂志采访时说。
  瞄准领域公认的此难点,中科院杨亚锋团队经过多年研发,创新性研发了粉体包覆改性技术,开发了高质量3D打印复合材料粉体的制备新技术,突破了制备高质量3D打印复合材料粉体的关键技术瓶颈。

背景:高质量粉体缺乏制约3D打印技术发展


  你知道“天问一号”火星探测器机壳以及“北斗”卫星10余种关键构件都是什么材料制造的吗?都是金属基复合材料。这一材料在航空航天、能源等核心工程领域不可替代。制造这些复杂结构的金属部件,3D打印毋庸置疑是排头兵,直接将粉体加工成复杂零部件,以避免或减少机械加工。
  当前,3D打印金属基复合材料已成为世界各国的前沿研究重点。合金3D打印发展已较为成熟,而具有优异综合性能的金属基复合材料的发展仍然停滞。“主要原因就是高质量金属复合粉体制备难,其难点在于现有粉体制备技术难以兼顾高球形度和均匀复合化,”杨亚锋接受采访时说。
  高质量粉体缺乏是制约3D打印的关键,高质量复合粉体的制备已成为国际公认的难题,针对这一问题,中科院杨亚锋团队已研究了十余年。如何协调球形度与均匀性的矛盾是根本出路。

突破:粉体包覆改性技术解决瓶颈


  杨亚锋是一名80后,2004年取得吉林大学材料成型与控制工程专业工学学士,2009年获得吉林大学材料加工工程工学博士学位。2009年至2013年在昆士兰大学机械与矿物工程学院任职澳大利亚研究委员会博士后研究员,2014年在皇家墨尔本理工学院增材制造中心任职澳大利亚研究委员会青年研究员。2015年回国工作。主要从事于金属粉体制备、轻金属及陶瓷材料的粉末冶金近净成形制造及3D打印等方面的研究工作。在领域内主流期刊发表文章53篇,发表会议论文14篇,TMS大会粉末冶金分会主席,授予专利4项,Elsevier出版的“粉末冶金钛合金”专著撰写2章节。先后获得了全国优秀博士论文提名奖、吉林省优秀博士论文及德国洪堡基金;作为项目第一申请人主持澳大利亚研究委员会基金两项,昆士兰州政府基金一项,昆士兰大学杰出青年基金一项。
  其团队有8人,其中科研人员占6人。2015年开始,团队便瞄准高质量粉体缺乏这一难点开展研究。
  瞄准领域公认的此难点,团队开发了粉体包覆改性技术,突破了制备高质量3D打印复合材料粉体的关键技术瓶颈。
  杨亚锋团队提出了粉体包覆制备复合粉体的新思路,在不改变球形度的前提下,实现均匀复合化。这一技术的优点在于均匀性高、球形度好、普适性强。设备搭建方面,团队自主搭建了粉体流态化包覆改性装备,实现了高质量3D打印金属复合粉体制备。产品已通过第三方验证,符合3D打印标准。
  数年研发过程中,团队人员一刻都不曾停歇。采访中,记者感受到杨亚锋团队每一名研究人员的雷厉风行,果断干脆,讲述每一块内容时又非常严谨缜密。
  目前,该项目已加入CAS概念验证计划,中科智汇工场为其配备了专属的技术经理人。提到与中科智汇工场的合作,杨亚锋首先说到的是感激。
  “首先我们是要非常感激中科智汇工场给我们这样的机会能够加入到CAS概念验证计划当中。我们注意到,中科智汇工场与其他社会机构不同,它是在有意培养前瞻性项目,为我们配备的技术经理人每周都跟我们持续对接跟进,征求技术需求,技术以外还我们对接下游客户,从平台方面协助申请资金支持,这是我们自己所不能及的。”
  据了解,自2020年正式启动以来,“智汇行动”概念验证创新大赛聚焦早期科研项目成长的“前一公里”,累计覆盖研究所20多个,重点实验室10余个,100余位科研人员参与其中,70余个项目参与,最终8个项目获得立项支持,逐渐形成中国科学院原始创新策源地的“蓄水池”。



  同时,通过“概念验证专项资金、专属技术经理人科技服务、知识产权与法律顾问、“CAS空间”入驻办公、产业资源与地方市场资源对接、项目包装及品牌推广、中科学院科技创新管理培训”等一系列服务和支持,为早期项目营造一个良好的产业化环境。希望通过一系列举措和努力,探索科技成果转移转化新模式,打造中国科学院概念验证体系。
  “以概念验证大赛等为抓手,以概念验证服务为载体,以概念验证学院提供人才支持,以概念验证基金提供种子资金,同时完善商业顾问、创业辅导、产业资源对接、投融资服务、孵化空间等概念验证活动,对早期項目进行重点筛选和培育,支持一批早期项目从实验室走向市场。”中科智汇工场相关负责人表示。

战略:全面实现技术产业化发展


  截止目前,杨亚锋团队生产的复合材料粉体已经初步得到中航工业、日本住友等国内外二十余家企业的认可,初显经济效益。项目共获得专利共11项;其中授权发明专利8项,正在申请3项。
  不过,虽然当前生产的复合材料粉体已经初步得到工业届认可,然而要满足工业的大批量化定制,还需要解决粉体放大生产中金属粉体高温黏性大难流化、不同粒径颗粒的包覆量精准控制难和前驱体浓度分布不均导致均匀包覆难等突出问题。“目前急需突破连续化生产中的产品稳定性控制技术,建立高质量金属基复合粉体中试工程验证平台,”杨亚锋说。
  作为从中科院的实验室孵化出来的项目,如何布局产业化,是杨亚峰下一步面临的重要问题。下一步,团队将主要聚焦在3D打印高质量金属基复合粉体的规模化连续生产技术,建立并制定相关的行业标准,建成年产吨级的3D打印复合粉体生产线。在此基础上,力争将成为航空发动机叶环风扇、核电装备以及能源化工等领域的重要供应商。
  杨亚锋提出了四大战略,一是独有化战略:瞄准高端3D打印复合粉体制备技术空白,打造领域内首屈一指的复合材料粉体高端技术服务平台;二是战略化联盟:把握复合材料军工应用背景,利用我们在3D打印复合粉体技术优势和独创性,与军工企业建立长期合作关系;三是高端化战略:针对当前3D打印粉体需求市场,选择具有高附加值、高端应用领域,有针对性地定制生产产品;四是国际化战略:与欧美、日本等发达国家的高效和科研院所建立战略合作伙伴关系,聚集人才与资源优势,提升技术水平。
  团队计划到2023年实现规模化生产技术优化,实现连续性和稳定性的同步提升,2025年孵化高新技术企业,开拓市场,实现盈利。

转化:破解科技成果转化难题


  转化资源配置不到位、转化过程不连续、转化路径设计不科学,这是多数科技成果转化面临的难题。一边是院所手握成果却难寻下家,一边是市场寻找优质项目而不得,困局两端呼吁更多专业机构的介入。
  为了更好地服务院所项目完成从0到1的转变,中科智汇工场推出“CAS概念验证计划”、“垂直产业加速器”、“科技金融”等服务,同时,为了加速科技成果转化工作的开展,发起“技术经理合伙人计划”。该计划是集合一批长期从事于投资、产业、科技服务等领域,有丰富行业资源和专业知识的合伙人,可以根据自己优势领域为科技成果产业化提供助力,解决多数科技成果转化面临的转化资源配置不到位、市场需求不精准、转化路径设计不科学、转化过程不连续的问题,构建科技成果产业化闭环。计划发起人中科智汇工场依靠中国科学院强大的项目和专家资源,向合伙人定筛选推荐优质的待产业化科技成果,与各合伙人共同完成技术到企业的转化,助力科学家到企业家的转变,互利共赢、共同发展。
  中科智汇工场是依托中国科学院和海淀区优势资源,聚焦于中科院科技成果转移转化的科技创新综合体,通过倾心打造的“早期概念验证、中期孵化加速、后期产业推广”三级运营体系,助力中科院、高校科研人员、社会优秀创新创业项目,完成科技成果转化,技术产业化落地。
其他文献
2021中关村轨道交通国际创新创业大赛圆满收官,大赛历时6个月,来自国外7个地区、国内18个省(自治区、直辖市)的100余个技术团队和企业云集中关村丰台园,最终12个优秀项目脱颖而出进入总决赛。  10月10日,“2021中关村轨道交通国际创新创业大赛”总决赛在京成功举办,历时近半年的赛事活动就此圆满落幕。来自企业、投资机构、科研单位和新闻媒体等各界代表150余人参加了本次活动。  举办大赛的意义
期刊
从默默无闻到名扬世界,中关村——这个北京海淀版图上的小村庄,因为梦想和科技的力量,成为中国的创业圣地,也在此诞生了无数创新产品、创业英雄以及口口相传的传奇故事。作为中国科技创新的出发地、中国原始创新的策源地、中国自主创新的主阵地,中关村正加快建设成为世界领先的科技园区。  国家对中关村寄予厚望。2013年9月,习近平总书记在中关村主持中央政治局第九次集体学习时强调,中关村已经成为我国创新发展的一面
期刊
创新是引领发展的第一动力,人才是支撑创新发展的第一资源。谁拥有一流的创新人才,谁就拥有了科技创新的优势和主导权。为聚天下英才而用之,不久前,首届国际青年人才双百对接会(GT2HR 2021)在北京举行。  活动由北京海外学人中心、北京市青年联合会、北京外企人力资源服务有限公司等在北京市人才工作局、市外办、市科委、市教委、团市委等指导下联合发起,旨在打造全球优秀国际青年和优秀外籍毕业生对接平台,加快
期刊
“十四五”开局之年,作为我国自主创新的一面旗帜,中关村如何唱好引领工业互联网发展的这出重头戏?9月17日,总建筑面积45万平方米的中关村工业互联网产业园在北京市石景山区奠基。预计2025年全部建成后,这里将成为北京市规模最大、产业链最为齐全、产业集聚度最高的工業互联网产业园,成熟后园区年产值有望达到500亿元。北京提速:核心产业规模达1500亿  中国连续11年成为世界第一大制造国,也是全球唯一拥
期刊
六年前微软操作系统业务负责人泰瑞·梅尔森曾宣布Windows 10及后续版本将通过更新迭代随时加入新功能,用户不必等待下个版本。那时业界就猜想Windows 10应当是整个Windows家族的末代版本,然而微软又“食言”了,尽管梅尔森已于2018年离职,但是你可以当它不作数了。  Windows 10、11,是否还有12?这已不再重要,重要的是Windows 11是否必要。过去六年Win10系统日
期刊
9月27日,中关村科学城城市大脑股份有限公司在2021中关村论坛上正式首发了全球首款城市大脑实体产品脑库(Think Tank)。脑库是一款软硬件一体化的人工智能设备,是城市智能的承载体。具备自学习、自优化、自演进特征。这一产品将为拓展碳中和治理打开新思路,有效助力双碳目标实现,在中小城市综合治理难点上也将发挥巨大作用。
期刊
当创新之音嘹亮唱响首都科技圈,中关村软件园跨界科技盛会“科技向北”高燃开启!“科技向北”系列活动以前沿科技赛事为核心,涵盖产业创新、活力人文两大主题版块,开展中关村数字科技联合创新大赛、中关村数智经济创新发展论坛、中关村工业互联网国际峰会、音乐节、电竞赛、运动季……打造创新生态,畅享科技盛宴。交通银行是本届“科技向北”的战略合作伙伴。活动期间,交通银行将联合中关村软件园共同发放10000个专属数字
期刊
在刘慈欣的科幻小说《中国太阳》中,科学家通过人造太阳为人类带来“终极能源”,而出生在煤矿的孩子,成为了人造太阳工程的工作人员。在现实中,张杰团队研究的快点火激光聚变物理过程,就是探索如何在实验中“再造小太阳”,模拟太阳中的核聚变反应。而核聚变能的效率,是化石能源的1000万倍以上,而且非常安全和清洁!一旦成功,就意味着我国将彻底告别化石能源。像漫威宇宙里钢铁侠胸前的能量源、《流浪地球》里的推动地球
期刊
10月17日,由大北农集团主办的“第十二届大北农科技奖全球新闻发布会”在中国科技会堂举行。中国工程院院士、中国农业大学教授戴景瑞,中国农业大学教授谯仕彦,大北农集团常务副总裁、首席科学家易敢峰,大北农集团总裁助理、研发服务平台总裁、中央研究院副院长王丹玉,大北农科技奖办公室主任张子平以及媒体记者和推荐单位代表出席会议。  大北农集团创建于1993年,致力于创建世界级农业高科技企业,以科技创新推动我
期刊
当科技浪潮席卷全球,北京将通过5至10年的接续努力,打造引领全球数字经济发展的“六个高地”,建设成为全球数字经济标杆城市。科技园区作为以创新为核心的高新技术产业集聚区,在这场数字浪潮中,将如何发挥作用?  望京科技园率先提出“园区数字生态”产业培育理念,依托人工智能与大数据关键技术搭建“赋智赋能”数字生态平台,推出“腾飞·赋智园区智能评价系统”和“腾飞·AI赋能加速平台”——“慧撮合”,打造信息化
期刊