无需开采！UWE Bristol开创性技术：在打印的铂金镶座中直接培育宝石

西英格兰大学（UWE Bristol）印刷研究中心（CFPR）的一个团队，开发出一种在制造过程中把籽晶放到铂金结构内部的方法。

宝石随后可以直接在零件内部长出来。

项目带头人叫苏菲·布恩斯（Sophie Boons），项目名称是 neo-gemstone。

他们想利用现有宝石的边角料和余料，在铂金镶座里长出红宝石和蓝宝石，而不是靠开采，也不是在工业环境里培育。

那么，培育宝石到底是怎么回事？

除了从矿山里挖，宝石也能在实验室里造。

其实，这个过程就是加速重现地球内部的条件，包括压力、温度和化学成分。

这样就能让纯矿物结晶出来。

CFPR团队用的是一套混合系统，不用复制那些工业条件也能培育宝石。

籽晶必须在金属结构里保持在精确位置，制造过程中不能移动、不能被损坏。

传统方法满足不了这些要求。

熔模铸造时，熔融金属被倒进模具里，流动、浮力和热冲击会让内部的籽晶移位或破裂。

铂金的高熔点又让风险更大。

激光粉末床熔融（LPBF）也不行，零件在制造过程中一直埋在金属粉末里，无法在继续加工前把籽晶插进去。

他们改用一台带丝材激光金属沉积（W-LMD）功能的哈斯（HAAS）五轴铣床。

W-LMD是一种定向能量沉积（DED）形式。

这台铣床同时具备五轴CNC加工能力。

W-LMD一层层搭出零件，零件始终能碰到。

团队可以暂停沉积，手动放籽晶，然后继续制造。

沉积和精加工在同一台机器上完成，不用把零件搬到第二个工位。

研究员迈克尔·怀特（Michael White）还做了一套真空抽取系统。

这套系统把加工中产生的铂金废料收集起来，方便回收。

neo-gemstone项目还在研究阶段，但它已经展示了怎么根据特定零件的要求重新配置混合系统。

在这个案例里，挑战是怎么在不弄坏籽晶的情况下把它插进去。

放到其他应用中，同样的办法也可以在加工过程中集成传感器、修改内部几何结构，或者回收另一种材料。