张德龙 ：惰性气氛技术提高3D打印产品品质
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。
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。”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。”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气体，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，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。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，此技术已经申请了专利。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。
威格气体企业概况
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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