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千人计划张德龙:惰性气氛技术提高3D打印产品品质
Issuing time:2018-04-27 17:09Source:南极熊3D打印网|3D打印互动应用媒体平台Link:http://www.nanjixiong.com/thread-125675-1-1.html

2017年12月22日,“数字创意,打印未来”——3D打印产业创新发展高峰论坛隆重开启,此次论坛由中关村科技园区丰台园管理委员会、北京丰台科技园建设发展有限公司主办、中关村科技园区丰台园3D打印数字维创中心、丰科博创(北京)科技服务有限公司、城市复兴2050等共同承办,迎来关于3D打印技术实践性进展、突破、产业化布局、拓展与协同化发展的产业盛会。


威格科技董事长张德龙先生介绍了惰性气氛技术在3D打印中的应用,气氛保护技术能为金属增材制造提供极致的惰性气氛环境,制造出含氧含氮量极低或可控的零部件,进而改进金属的强度、韧性和抗腐蚀性等性能及其一致性,惰性气氛技术还可以被应用到增材制造原料即金属粉末的生产、包装、储存、运输、装料等环节,保证原材料的品质和一致性,确保最终产品品质。


“虽然没有直接做3D打印,但我们做的事情会提高3D打印产品的品质。对于产品,目前大家更注重的是产品的形状,包括几何结构、内部结构及表面光滑度。我们更擅长的是控制产品材料的纯度,比如金属里面的氧和氮等的杂质含量。我们在探索如何控制3D打印产品中氧和氮等杂质的含量,要把杂质控制到极致的低或一定且一致的含量。”威格科技董事长张德龙先生介绍说。


氧氮对金属性能的影响


高温下,金属会与空气中的水分和氧气反应引入氧杂质,钛等金属还会和空气中的氮气反应而引入氮杂质。常温下,金属粉末也可以和氧气反应而引入氧杂质。另外,3D打印的原材料金属粉末在生产、包装、储存、运输、加料转移等过程中,如果接触到微量空气也会与氧气反应引入氧杂质。


“氧和氮离子对金属性能影响很大,因此我们做的就是控制气氛中杂质的含量,通过控制整条产业链上气体纯度以保证最后生产出来的产品品质高、纯度高。我们可以将气体杂质控制到PPB水平,如果产品中需要有一定的杂质含量,我们可以通过精确控制惰性气氛的氧气和氮气等的浓度,从而把产品中的氧氮等杂质含量控制在所需的狭窄范围内,实现产品性能(如强度、硬度、韧性、抗腐蚀性)的一致性。”威格科技董事长张德龙先生介绍说。


工业去除杂质的方法


目前工业上去除气体杂质的方法有吹扫式和循环式,吹扫式是用高纯惰性气体进行吹扫,特点是方法和设备简单,但耗气量大、气体杂质浓度高、运作成本高。在密闭的空间内进行循环出气体杂质,保护气氛可以达到非常高的纯度;循环式是在密闭的空间内充满惰性气体,使用气体纯化系统,循环除去气体杂质。特点是可达超高纯度、节省气体,但需要高密封性腔体及高效气体纯化系统。


回国之后,张德龙先生创办了威格科技,研发出了世界唯一的材料——模拟血红蛋白的可逆氧气吸附剂,即空气通过后,氧气会被完全吸附,得到高纯度气体;也研发出超高纯度的液态金属配合物。在惰性气氛设备内进行合成、分离纯化(减压蒸馏)、测试、包装可燃性半导体材料。气氛保护技术,主要是为了保证产品的品质,避免杂质,如氧气、水分、二氧化碳等与产品反应形成杂质。


无泄漏密封技术


为了做到高纯度,威格科技张德龙团队花了很大的精力做密封。传统密封只有一道密封条,密封面和密封条之间总是有缝隙的,即使设备内是正压,空气还是会通过密封面与密封条间的微小缝隙扩散到设备内。威格科技张德龙团队研发的无泄漏密封技术是双道密封,并在双道密封之间抽真空,空气扩散过第一道密封就被抽走,无法继续扩散过第二道密封到设备内,从而达到无泄漏密封,整套设备的泄露率小于0.001%/h。另外每处密封的密封性可自动进行检测,PLC对双道密封间的气密性进行自动循环检测,以便对出现泄漏的密封及时报警。


气体纯化技术


气体纯化的原理在于,用氧气吸附材料通过化学吸附除氧气,用水和有机溶剂吸附材料通过物理吸附除水和有机溶剂,有些材料在高温甚至常温下可以与微量氮气反应,可以用于除氮气。通过降低泄漏率和提高气体纯化效率,可以把惰性气氛中的气体杂质除到极致。


惰性气氛设备的应用


目前惰性气氛设备应用的领域比较广泛,如金属3D打印,化工、化学、材料,核工业,OLED显示和照明,锂电池,太阳能电池,半导体,医药和医疗器械等生产领域,用以控制气氛中水氧含量、粉尘、细菌等,提高产品品质。


威格科技企业概况


张德龙先生2005年回国后,致力于开发世界领先技术,力求精益求精,做世界一流的产品,遵循诚信、货真、价实的理念,秉持高度的社会责任感。公司成立伊始就拟定了二十年的发展战略规划,第一个十年(2005-2015年)是打基础,开发世界领先的核心技术,做精品,研发和生产高端实验室设备,培养人才,积累资金、客户资源、经营经验;第二个十年(2015-2025年)进行大发展,扩大海内外市场份额,建设惰性气氛平台,建立大型产业生产线,创建出行业内世界第一品牌。客户已有近1000家,遍布36个国家,目前的客户以国内外一流高校、研究所和企业研发部门为主,已经开始为产业提供生产线设备。2017年销售超过1亿元。


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