现今的3D（立体）打印技术，已从制作消费品晋升至高端工业用途，无论特制珠宝首饰，还是医疗用品例如义肢及手术器具，同样派上用场。这种新技术能提高设计弹性，减少浪费物料，而且可以「按需印刷」，为产品设计者开拓了广阔天地。

虽然金属3D打印技术在航空航天、汽车、建筑、教育、科研等领域日渐普及，但使用这种方法制造的产品通过质量测试的比例较低，因为它们容易爆裂，耐用程度仍有待改善。

得奖技术克服了金属3D打印的两大难题：高热应力及脆性。

科大博士毕业生Alexandru TILIȚĂ（Alex）所属的团队，是革新金属3D打印技术的先锋之一。他研发的崭新技术，能提高品质控制，确保产品质素合符要求，惠及业界。

最近举行的第48届日内瓦国际发明展上，其先进发明勇夺「评审团嘉许金奖」。已成立初创公司的他正与不同行业的伙伴合作，希望将自己的科研成果应用和实践。

度身订造方案  切合业界需要

在公司位于火炭的实验室里，Alex兴致勃勃地介绍其杰作「革命性金属3D打印机」。他说技术经他改良后，可以帮助业界将生产时间缩短多达90%，制成品更较其他3D打印产品耐用高出200倍。

以3D打印技术度身订造的工具，专门用于收紧波音777客机其中一件零件。

身兼科学家及创业家的Alex展示了一件状似拐杖糖的细小金属物体，并解释这是用于收紧波音777客机尾翼一款独特构件的专用工具：「以传统焊接技术制成的工具，用上几次便会破裂。我们正与一家航空公司合作，希望利用新技术提升这件小工具的耐用性，延长它的使用寿命。」

在公司研发的芸芸产品中，还包含一件用于全新牙龈手术步骤的工具，以及为一家公用事业度身订制的机器部件。

（左）专供牙医进行牙龈手术其中一个崭新步骤的工具；（右）植牙手术使用的牙模。

颠覆常规的勇气

长久以来，业界通过裁剪、挖空和钻孔等方法制作各种形状的物件，但这样会浪费大量物料。相反，3D打印是一个由电脑控制的过程，通过逐层添加原材料制成特定形状的物体，由于可以节省物料，这种技术可以营降低营商成本，而且有利环保。然而，这种新技术亦非全无缺点。

Alex解释:「不少使用金属3D打印技术生产的工具和机器部件都不够耐用，这是因为过程中出现了两种常见的情况：第一，当激光以高温熔化金属一小部份时，金属周边温度接近室温，两者之间的巨大温度差异会造成热应力。第二，3D打印的物件会迅速冷却，变得脆弱易碎。热应力加上脆性，物件内部便会在形成裂痕，大大削弱产品的耐用程度。」

将金属粉末放入机器内，制成各类3D打印产品。

厂商可以采取热处理的补救措施，强化3D打印产品，但这些额外工序会占据生产时间大约90%，提升产品耐用性的效果却往往未如理想。

为了克服上述难题，Alex研发了名为「超声波激励下的精准激光热熔法」的技术，在3D打印过程中，利用超声波在分子层面控制金属晶粒的生长形成。

「我们可以减少残余应力，尽量使3D打印产品不致轻易脆裂。」由于3D打印过程已内置应力控制机制，厂商无需采取额外措施释放金属应力，因此生产时间能大幅缩短。」

除了感激母亲（右二）支持自己追梦，Alex（左二）亦非常感谢博士论文导师袁铭辉教授（右一）及马诺宏教授（左一）的指导。

胸怀大志  全力追梦

Alex从小就对科学产生了浓厚的兴趣。他在罗马尼亚出生和成长，小时候已对美国科幻小说系列《星空奇遇记》描述的太空之旅着迷。他说：「我很早已是科技迷，梦想是研发可以带动人类进步的崭新技术。」

在家乡取得「非常规制造工程学」学位后，Alex于2012年来港攻读科大机械及航空航天工程学系的博士课程，全力研究金属3D打印技术。

他说：「开始修读博士时，消费级塑胶3D打印革命早己席卷全球，因此，我认为研发工业级金属3D打印技术的时机已经成熟。」

在科大商学院与复星基金会合办的2018科技创业大赛上，Alex（左）参与创办的3DK Tech获颁「评审团特别奖」。

为了将新发明推出市场，Alex透过科大申请「杨荣义创业者培育基金」、「大学科技初创企业资助计划」及「创业基金」资助，与拍档合作成立名为3DK Tech的初创企业，除了提供打印服务，更锐意开拓商用金属3D打印机销售业务。

不过，他有更远大的目标。

「希望不出几年，我们的技术可以用来制作火箭引擎，傲游星际。」Alex说时面带微笑，童年的航天梦再次在脑海闪现。

相关连结：

• 学系新闻（2022年8月17日）：From Materials Fabrication to Dreams Fabrication
   

（原文由香港科技大学公共事务处在此发布。）