3D打印突破 實現宏偉夢想
現今的3D（立體）打印技術，已從製作消費品晉升至高端工業用途，無論特製珠寶首飾，還是醫療用品例如義肢及手術器具，同樣派上用場。這種新技術能提高設計彈性，減少浪費物料，而且可以「按需印刷」，為產品設計者開拓了廣闊天地。
雖然金屬3D打印技術在航空航天、汽車、建築、教育、科研等領域日漸普及，但使用這種方法製造的產品通過品質測試的比例較低，因為它們容易爆裂，耐用程度仍有待改善。
得獎技術克服了金屬3D打印的兩大難題：高熱應力及脆性。
科大博士畢業生Alexandru TILIȚĂ（Alex）所屬的團隊，是革新金屬3D打印技術的先鋒之一。他研發的嶄新技術，能提高品質控制，確保產品質素合符要求，惠及業界。
最近舉行的第48屆日內瓦國際發明展上，其先進發明勇奪「評審團嘉許金獎」。已成立初創公司的他正與不同行業的夥伴合作，希望將自己的科研成果應用和實踐。
度身訂造方案 切合業界需要
在公司位於火炭的實驗室裡，Alex興致勃勃地介紹其傑作「革命性金屬3D打印機」。他說技術經他改良後，可以幫助業界將生產時間縮短多達90%，製成品更較其他3D打印產品耐用高出200倍。
以3D打印技術度身訂造的工具，專門用於收緊波音777客機其中一件零件。
身兼科學家及創業家的Alex展示了一件狀似拐杖糖的細小金屬物體，並解釋這是用於收緊波音777客機尾翼一款獨特構件的專用工具：「以傳統焊接技術製成的工具，用上幾次便會破裂。我們正與一家航空公司合作，希望利用新技術提升這件小工具的耐用性，延長它的使用壽命。」
在公司研發的芸芸產品中，還包含一件用於全新牙齦手術步驟的工具，以及為一家公用事業度身訂製的機器部件。
（左）專供牙醫進行牙齦手術其中一個嶄新步驟的工具；（右）植牙手術使用的牙模。
顛覆常規的勇氣
長久以來，業界通過裁剪、挖空和鑽孔等方法製作各種形狀的物件，但這樣會浪費大量物料。相反，3D打印是一個由電腦控制的過程，通過逐層添加原材料製成特定形狀的物體，由於可以節省物料，這種技術可以營降低營商成本，而且有利環保。然而，這種新技術亦非全無缺點。
Alex解釋:「不少使用金屬3D打印技術生產的工具和機器部件都不夠耐用，這是因為過程中出現了兩種常見的情況：第一，當激光以高溫熔化金屬一小部份時，金屬周邊溫度接近室溫，兩者之間的巨大溫度差異會造成熱應力。第二，3D打印的物件會迅速冷卻，變得脆弱易碎。熱應力加上脆性，物件內部便會在形成裂痕，大大削弱產品的耐用程度。」
將金屬粉末放入機器內，製成各類3D打印產品。
廠商可以採取熱處理的補救措施，強化3D打印產品，但這些額外工序會佔據生產時間大約90%，提升產品耐用性的效果卻往往未如理想。
為了克服上述難題，Alex研發了名為「超聲波激勵下的精準激光熱熔法」的技術，在3D打印過程中，利用超聲波在分子層面控制金屬晶粒的生長形成。
「我們可以減少殘餘應力，盡量使3D打印產品不致輕易脆裂。」由於3D打印過程已內置應力控制機制，廠商無需採取額外措施釋放金屬應力，因此生產時間能大幅縮短。」
除了感激母親（右二）支持自己追夢，Alex（左二）亦非常感謝博士論文導師袁銘輝教授（右一）及馬諾宏教授（左一）的指導。
胸懷大志 全力追夢
Alex從小就對科學產生了濃厚的興趣。他在羅馬尼亞出生和成長，小時候已對美國科幻小說系列《星空奇遇記》描述的太空之旅著迷。他說：「我很早已是科技迷，夢想是研發可以帶動人類進步的嶄新技術。」
在家鄉取得「非常規製造工程學」學位後，Alex於2012年來港攻讀科大機械及航空航天工程學系的博士課程，全力研究金屬3D打印技術。
他說：「開始修讀博士時，消費級塑膠3D打印革命早己席捲全球，因此，我認為研發工業級金屬3D打印技術的時機已經成熟。」
在科大商學院與復星基金會合辦的2018科技創業大賽上，Alex（左）參與創辦的3DK Tech獲頒「評審團特別獎」。
為了將新發明推出市場，Alex透過科大申請「楊榮義創業者培育基金」、「大學科技初創企業資助計劃」及「創業基金」資助，與拍檔合作成立名為3DK Tech的初創企業，除了提供打印服務，更銳意開拓商用金屬3D打印機銷售業務。
不過，他有更遠大的目標。
「希望不出幾年，我們的技術可以用來製作火箭引擎，傲遊星際。」Alex說時面帶微笑，童年的航天夢再次在腦海閃現。
相關連結：
- 學系新聞（2022年8月17日）： From Materials Fabrication to Dreams Fabrication
（原文由香港科技大學公共事務處在此發布。）
