為助力優質專案市場推廣，促進科技成果產業化、市場化，中科智匯工場聯合媒體發起以“挖掘發展潛力，見證企業成長”為主題的《見證》企業專訪活動，講好科學家的故事，傳播創新專案。
本期走進中科院過程工程所楊亞鋒團隊的“3D列印金屬複合材料粉體制備”專案。
在航空航天、國防軍工、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落後，主要原因在於高質量金屬複合粉體制備難。
如何突破解決這一問題呢？中科院楊亞鋒團隊經過多年探索，創新性研發了粉體包覆改性技術，開發了高質量3D列印複合材料粉體的製備新技術。
高質量粉體缺乏制約3D列印技術發展
你知道“天問一號”火星探測器機殼以及“北斗”衛星10餘種關鍵構件都是什麼材料製造的嗎？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列印毋庸置疑是排頭兵，直接將粉體加工成複雜零部件，以避免或減少機械加工。
當前，3D列印金屬基複合材料已成為世界各國的前沿研究重點。合金3D打印發展已較為成熟，而具有優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制備難，其難點在於現有粉體制備技術難以兼顧高球形度和均勻複合化，”中科院粉體材料重點實驗室副主任、研究員楊亞鋒接受採訪時說。
高質量粉體缺乏是制約3D列印的關鍵，高質量複合粉體的製備已成為國際公認的難題，針對這一問題，中科院楊亞鋒團隊已研究了十餘年。如何協調球形度與均勻性的矛盾是根本出路。
粉體包覆改性技術解決瓶頸
楊亞鋒團隊有8人，其中科研人員佔6人。2015年開始，團隊便瞄準高質量粉體缺乏這一難點開展研究。
瞄準領域公認的此難點，團隊開發了粉體包覆改性技術，突破了製備高質量3D列印複合材料粉體的關鍵技術瓶頸。
楊亞鋒團隊提出了粉體包覆製備複合粉體的新思路，在不改變球形度的前提下，實現均勻複合化。這一技術的優點在於均勻性高、球形度好、普適性強。裝置搭建方面，團隊自主搭建了粉體流態化包覆改性裝備，實現了高質量3D列印金屬複合粉體制備。產品已透過第三方驗證，符合3D列印標準。
數年研發過程中，團隊人員一刻都不曾停歇。採訪中，記者感受到楊亞鋒團隊每一名研究人員的雷厲風行，果斷乾脆，講述每一塊內容時又非常嚴謹縝密。
目前，該專案已加入CAS概念驗證計劃，中科智匯工場為其配備了專屬的技術經理人。提到與中科智匯工場的合作，楊亞鋒首先說到的是感激。
“首先我們是要非常感激中科智匯工場給我們這樣的機會能夠加入到CAS概念驗證計劃當中。我們注意到，中科智匯工場與其他社會機構不同，它是在有意培養前瞻性專案，為我們配備的技術經理人每週都同我們持續對接跟進，對接下游客戶、協助申請資金支援，這是我們作為科研人員所不能及的。”
全面實現技術產業化發展
截止當前，楊亞鋒團隊生產的複合材料粉體已經初步得到中航工業、日本住友等國內外二十餘家企業的認可，初顯經濟效益。
不過，雖然當前生產的複合材料粉體已經初步得到工業屆認可，然而要滿足工業的大批次化定製，還需要解決粉體放大生產中金屬粉體高溫黏性大難流化、不同粒徑顆粒的包覆量精準控制難和前驅體濃度分佈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中的產品穩定性控制技術，建立高質量金屬基複合粉體中試工程驗證平臺，”楊亞鋒說。
作為從中科院的實驗室孵化出來的專案，如何佈局產業化，是楊亞峰下一步面臨的重要問題。接下來，團隊將主要聚焦在3D列印高質量金屬基複合粉體的規模化連續生產技術，建立並制定相關的行業標準，建成年產噸級的3D列印複合粉體生產線。在此基礎上，力爭成為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。
楊亞鋒提出了四大戰略，一是獨有化戰略：瞄準高階3D列印複合粉體制備技術空白，打造領域內首屈一指的複合材料粉體高階技術服務平臺；二是戰略化聯盟：把握複合材料軍工應用背景，利用我們在3D列印複合粉體技術優勢和獨創性，與軍工企業建立長期合作關係；三是高階化戰略：針對當前3D列印粉體需求市場，選擇具有高附加值、高階應用領域，有針對性地定製生產產品；四是國際化戰略：與歐美、日本等發達國家的高效和科研院所建立戰略合作伙伴關係，聚集人才與資源優勢，提升技術水平。
團隊計劃到2023年實現規模化生產技術最佳化，實現連續性和穩定性的同步提升，2025年孵化高新技術企業，開拓市場，實現盈利。
