减少化学依赖!SDU新项目探索将金属加工废料“脏粉”直接用于增材制造
南丹麦大学(SDU)机电工程研究所副教授Mohammad Malekan拿到了丹麦独立研究基金颁发的Sapere Aude研究领袖资助,

目的是探索工业中的污染金属副产品能不能直接用于先进的金属3D打印。
整个欧洲的制造作业每天产生大量的金属切屑和废料,
大多数公司需要付费将其运走。
这个项目是想确定怎么把这些废弃材料变成能用在3D打印的金属粉末。
「欧洲对原材料的获取有限,同时却产生了大量的金属废料。
我们需要更好地将废料视为资源。
如果能重复利用我们工业价值链中已经存在的材料,我们既能减少废物,又能减少对进口原材料的依赖。」Malekan说。
跳过清洁步骤,金属废料的回收途径已经存在,但它们通常需要密集的净化,因为材料带有油、润滑剂和其他制造残留物。
Malekan的项目正是针对这一假设展开的。
团队会研究来自CNC加工等过程的切屑,这些切屑通常由有价值的金属组成,却经常作为废料被运走,并考察这些所谓的「脏粉末」如何影响3D打印部件的质量和性能。
「这个项目的独特之处在于,我们正在研究这些材料能不能在不用大量化学品先清洁的情况下使用。
如果证明可行,回收就会变得更简单、更便宜也更环保。」

这项研究正是赶上了原材料获取和供应链韧性在欧洲战略议程中日益重要的时候。
欧洲工业用的金属大部分得靠进口,对本地化、循环制造生态系统的兴趣越来越高。
如果公司能在内部处理自己的废料,结果就是双重的,既加强了供应保障,又更循环经济。
「很多公司已经在积极搞可持续性和循环生产。
如果我们能开发出把废物变成有价值资源而不是问题的方案,其影响可能远超实验室。」
人工智能辅助材料科学与新研究团队,这个项目融合了材料科学、先进3D打印、数值模拟和人工智能。
机器学习会用预测成品打印部件中的缺陷,并理解杂质怎么改变材料属性,最终目的是让回收原料在工业中得到实际应用。
Sapere Aude计划是为了帮助有前途的研究人员建立独立的研究团队。
这笔钱会资助一名博士后研究员、一名博士生和一名研究助理。
「我觉得又自豪又感激。Sapere Aude资助让我有机会建立自己的研究环境,并去搞一个风险大但潜力也大的想法。这是个独特的机会,能产生既对研究好也对工业好的新知识。」
闭合从废料到粉末的循环,虽然SDU在研究能不能用最少的化学品清洁把受污染的废料变成可打印的粉末,但商业玩家已经证明,废料到粉末的回收在工业规模上可行。
例如,6K Additive的UniMelt微波等离子体平台把机械加工产生的铣屑、车屑和其他回收原料变成工业级金属粉末,他们最近跟西门子能源签了个长期协议,重新处理用过的镍基超合金粉末,这些粉末原本会进到价值较低的回收流里。
美国国防部已经给了2340万美元资助支持这个方法,明确把国内废料回收当成供应保障措施。

其他企业也跟了同样的循环逻辑。
Continuum Powders筹了3600万美元,想扩大用100%回收和负责任来源材料做的粉末的生产规模,把它定位成他们说的循环金属供应链中缺失环节的答案。
废料到粉末正在从概念变成商业现实,大西洋两岸都是这样。
但还没解决的问题是,怎么在不进行昂贵净化的情况下实现这一点。
这正是SDU项目要填补的空白。


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