「從0到1」的3D列印

王小軍博士，華曙高科3D列印行業技術專家。有著赴澳留學經歷的他，在攻讀博士期間一直致力於不同3D列印材料、技術的研發與應用推廣工作。在華曙高科，他又負責指導不同種金屬材料在3D列印技術上的工藝和應用研究，所涉及的項目包括軍工、醫療等重要工業領域，是一個不折不扣的工業級3D列印技術專家。在這裡，他實現著一件又一件複雜工業產品從無到有、從0到1的呈現。

3D列印技術是一種快速成型技術。工業級3D列印是利用粉末狀金屬或尼龍等材料，通過對模型文件逐層掃描的方法，構建出一個完整材料。和傳統工業生產相比，3D列印可以製作各種複雜結構，節約了時間和成本，但更重要的是給了工業設計師們去天馬行空設計產品的可能。當一個產品被設計出來後，製作的重擔就落到了像王小軍這樣的技術專家身上。

製作一件工業級3D列印產品的第一步是選材。例如，要製作一件用於航空航天的金屬產品，為了將來適應超高溫、超低溫、高真空、高應力的極端條件，需要對原始材料提出很高的要求。所以在製作的一開始，王小軍會先根據產品的用途選擇合適的材料。

下一步操作是測試材料的球形度、氧含量、粒徑分布等內容，只有達標的材料才能用於下一步製作。這是金屬材料的霍爾流速測試的過程，將一定量的金屬粉末通過固定口徑的通道，查看通過的時間。霍爾流速的指標越好，代表這個材料流動性越好，將來列印的質量會越好。王小軍正在稱量50克的鈷鉻合金材料。

王小軍正在觀察一次鈷鉻合金材料的霍爾流速時間。

除了霍爾流速測試，王小軍正在測試材料粉末的激光粒度。這項測試用於了解金屬粉末材料的顆粒大小。

當金屬材料通過測試後，王小軍會對將要製作的產品進行電腦建模，通俗地來說就是「畫圖紙」。即將列印的是鋁合金髮動機葉輪。運用專業建模軟體，對葉輪進行模型設計和支撐設計。

王小軍正在和同事討論模型的設計合理性。在3D列印的過程中，給金屬3D列印樣件加支撐是必不可少的的一個環節，它的設計合理性直接決定了是否能成功列印及列印質量。

來到列印設備間，產品製作來到了最令人期待的環節。王小軍和同事正在屏幕前做著列印材料之前最後的準備工作。

華曙高科採用的是選擇性激光熔融技術，印表機控制激光在鋪設好的粉末上方選擇性地對粉末進行掃描，金屬粉末被選擇性的熔化後快速冷卻成型。然後活塞使工作台降低一個層厚的高度，新的一層粉末鋪在已成型的當前層之上，設備調入新一層截面的數據進行激光熔化成型，此過程逐層循環直至整個產品成型。

整個加工過程在惰性氣體保護的成型室中進行，以避免金屬在高溫下氧化。透過玻璃，王小軍仔細觀察著成型室內的列印情況。

一個不大的葉輪完成列印也需要數個小時。在等待成型的過程當中，王小軍和負責列印的操作人員討論著工作進展。

數小時後，一個嶄新的鋁合金葉輪出現在成型室內。在列印結束後，王小軍會對產品進行清粉處理，並進行去應力退火，以及相關後處理工序。

列印結束並不意味著產品的完成。與此同時，王小軍會將相同材料列印出來的樣件，用力學性能試驗機，對燒結樣件強度、韌性等力學性能指標進行檢測。

只有通過這一步的檢測，一個合格的金屬3D列印產品才算完成。這一步一步工序背後，也體現著以王小軍博士為代表的華曙高科嚴謹的工匠態度。

從一堆待篩選的金屬粉末，到一個亮麗的金屬葉輪，王小軍用嚴謹而又神奇的3D列印詮釋了「從0到1」的技術之美。3D列印技術列印的不同結構產品，一次成型，能有效保證零件整體性，縮短新產品開發驗證周期，提高研發與生產效率。而作為中國3D列印技術行業領頭羊之一的華曙高科，也將繼續昂揚奮進。

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來源：央廣網

圖片拍攝：郁雨鋮

本期編輯：石玲雯

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