從光大We谷·溥彥科技園獲悉，東莞材料基因高等理工研究院下屬的增材制造中心，面向航空航天、汽車和工業(yè)模具等高端領(lǐng)域行業(yè)需求，依托省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)重大項目，成功開發(fā)了一種新型3D打印高導(dǎo)熱模具鋼粉末材料并實現(xiàn)中試生產(chǎn)。

未來，有望在消費電子、醫(yī)療和汽車模具等領(lǐng)域展開應(yīng)用，降本增效，加速東莞模具制造的轉(zhuǎn)型升級。

01立地：進入中試階段，讓模具生產(chǎn)“冷靜而高效”

光大We谷·溥彥科技園由東莞材料基因高等理工研究院與廣東光大集團聯(lián)合打造，今年6月正式開放。該科技園將以新材料產(chǎn)業(yè)為核心，打造產(chǎn)學(xué)研科技成果轉(zhuǎn)化中心，實現(xiàn)“基礎(chǔ)研究-應(yīng)用研究-產(chǎn)業(yè)化發(fā)展”的全覆蓋。

其中，在產(chǎn)學(xué)研科技成果轉(zhuǎn)化中心方面，廣東光大集團將整合鏈接區(qū)域新型科研院所，搭建企業(yè)和創(chuàng)新載體對接平臺，精準(zhǔn)服務(wù)企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，對關(guān)鍵產(chǎn)品與核心技術(shù)進行創(chuàng)新賦能，幫助企業(yè)做專、做精、做強，提升產(chǎn)業(yè)附加值與綜合競爭優(yōu)勢。

東莞材料基因高等理工研究院增材制造中心位于科技園的中試研發(fā)區(qū)，正是推進產(chǎn)學(xué)研科技成果轉(zhuǎn)化的重要平臺。

據(jù)悉，該中心主要面向東莞制造業(yè)企業(yè)，尤其是東莞擁有雄厚基礎(chǔ)的模具行業(yè)提供高導(dǎo)熱新材料，為行業(yè)發(fā)展注入*強科技。

一款高導(dǎo)熱新材料如何研發(fā)？

記者在增材制造中心看到，金屬3D打印機、研究級金相顯微鏡、場發(fā)射掃描電鏡、FIB場發(fā)射雙束掃描電鏡和洛氏硬度計等多臺專業(yè)設(shè)備�！斑@些設(shè)備花費2000多萬元，為新材料開發(fā)提供了必要的條件。”李相偉表示，要研發(fā)、制備出符合工業(yè)生產(chǎn)需要的高導(dǎo)熱粉末材料，需要解決材料硬度、耐腐蝕、高導(dǎo)熱性能匹配問題，以及滿足大批量生產(chǎn)面臨的成本要求。這就需要從材料成分設(shè)計出發(fā)，借助專業(yè)的研發(fā)設(shè)備，優(yōu)化制備工藝，改善材料內(nèi)部的微觀組織，提升材料的力學(xué)性能。

從2019年開始，10多人的團隊，經(jīng)過3年時間的研發(fā)，高導(dǎo)熱粉末材料進入“中試”階段�！澳壳�，高導(dǎo)熱粉末材料完成數(shù)百公斤生產(chǎn)，并與廣東某龍頭企業(yè)合作，采用金屬3D打印技術(shù)，實現(xiàn)高熱導(dǎo)隨形冷卻模具的制備和驗證”李相偉表示。

模具素有“工業(yè)之母”的美譽，在工業(yè)生產(chǎn)中具有重要作用。模具溫度不僅影響產(chǎn)品缺陷，而且零件冷卻耗時長，占到整個注塑成型周期的60～70%。

增材制造中心的高導(dǎo)熱材料的研發(fā)，將促進東莞模具行業(yè)轉(zhuǎn)型升級�！案邔�(dǎo)熱3D打印隨形冷卻模具，改善模具溫度平衡，降低注塑周期，提高生產(chǎn)效率，顯著提升產(chǎn)品品質(zhì)和模具的使用壽命。”李相偉表示。

誰掌握了材料，誰就掌握了未來。進入中試階段后，隨著新材料的量的大幅增加，增材制造中心的技術(shù)成果落地將加速推進，成為助力松山湖科學(xué)城構(gòu)建全鏈條全生態(tài)全過程科創(chuàng)生態(tài)的一分子。

02頂天：承擔(dān)國家、省部級項目，加速成果轉(zhuǎn)化和技術(shù)落地

2019年，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士李相偉來到東莞，作為金屬增材制造團隊的負責(zé)人，在東莞材料基因高等理工研究院繼續(xù)從事新型金屬材料的研究，并尋求技術(shù)落地的應(yīng)用場景。

在李相偉看來，新材料進入中試階段，在東莞找到匹配的應(yīng)用場景是研發(fā)工作的重要一部分，是近期目標(biāo)。增材制造中心的愿景仍然在更遠處——在航空航天和汽車等高端領(lǐng)域，加速新材料研發(fā)和技術(shù)落地。

從2010年開始，李相偉從事航空發(fā)動機高溫合金材料研發(fā)至今，已有超過10年之久，對于行業(yè)發(fā)展知之甚深。

在金屬3D打印領(lǐng)域，2013年左右以國外進口設(shè)備和材料為主，近年來，隨著國產(chǎn)設(shè)備和粉末材料技術(shù)的成熟，逐漸在手板加工、模具制造和航空航天等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)國產(chǎn)化替代。未來隨著產(chǎn)業(yè)鏈成本的進一步降低，金屬3D打印逐步從原型制造向批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)變。

但批量化生產(chǎn)過程中還會涉及到新型材料的開發(fā)、殘余應(yīng)力引起的零件變形控制和高效低成本打印工藝等問題，都會推遲批量化生產(chǎn)時代的到來，也是增材制造行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)

這也成為李相偉所在的增材制造中心未來要打破的行業(yè)現(xiàn)狀。

“當(dāng)前，針對航空航天、汽車和工業(yè)模具等高端領(lǐng)域的需求，采用高通量計算，結(jié)合機器學(xué)習(xí)方法，全力推進高導(dǎo)熱模具鋼、高溫合金、高強鋁合金和高韌鈦合金等新型金屬增材制造專用材料的研發(fā)。”李相偉表示。

據(jù)悉，目前，該團隊承擔(dān)科研項目7項，包括國家重點研發(fā)計劃、廣東省重大基礎(chǔ)項目和粵莞基金等項目。尤其是，2020年研究院增材制造中心牽頭，聯(lián)合國內(nèi)金屬增材制造領(lǐng)域重點院校北京航空航天大學(xué)王華明院士團隊、國家增材制造創(chuàng)新中心東莞分中心東莞理工學(xué)院盧秉恒院士團隊以及國際*院校香港大學(xué)顏慶云院士團隊，針對長期制約金屬構(gòu)件增材制造發(fā)展應(yīng)用的共性基礎(chǔ)科學(xué)問題，分別開展熔池冶金動力學(xué)行為及內(nèi)部缺陷形成機理研究、熔池冶金動力學(xué)行為及內(nèi)部缺陷形成機理研究、增材制造內(nèi)應(yīng)力形成及調(diào)控和新型高性能增材制造材料開發(fā)等5個方面研究。

“未來要持續(xù)加大研發(fā)，承擔(dān)一名科研工作者的使命和擔(dān)當(dāng)，推進高端金屬粉末的研發(fā)，加速3D打印批量化生產(chǎn)時代的到來。”李相偉表示。

除增材制造中心外，溥彥科技園配套完整的材料研發(fā)、制備、表征和檢測儀器設(shè)施，還設(shè)置應(yīng)力工程中心、微觀組織表征中心、結(jié)構(gòu)完整性中心等專業(yè)研發(fā)中心。未來，溥彥科技園將打造獨特的新材料產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系，構(gòu)建新型材料科技的協(xié)同創(chuàng)新中心和高端知識密集型的產(chǎn)業(yè)平臺，推動?xùn)|莞乃至大灣區(qū)新材料產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。