張德龍 ：惰性氣氛技術提高3D打印產品品質
2017年12月22日，“數字創意，打印未來”——3D打印產業創新發展高峰論壇隆重開啟，此次論壇由中關村科技園區豐臺園管理委員會、北京豐臺科技園建設發展有限公司主辦、中關村科技園區豐臺園3D打印數字維創中心、豐科博創（北京）科技服務有限公司、城市復興2050等共同承辦，迎來關于3D打印技術實踐性進展、突破、產業化布局、拓展與協同化發展的產業盛會。
張德龍先生介紹了惰性氣氛技術在3D打印中的應用，氣氛保護技術能為金屬增材制造提供極致的惰性氣氛環境，制造出含氧含氮量極低或可控的零部件，進而改進金屬的強度、韌性和抗腐蝕性等性能及其一致性，惰性氣氛技術還可以被應用到增材制造原料即金屬粉末的生產、包裝、儲存、運輸、裝料等環節，保證原材料的品質和一致性，確保最終產品品質。
“雖然沒有直接做3D打印，但我們做的事情會提高3D打印產品的品質。對于產品，目前大家更注重的是產品的形狀，包括幾何結構、內部結構及表面光滑度。我們更擅長的是控制產品材料的純度，比如金屬里面的氧和氮等的雜質含量。我們在探索如何控制3D打印產品中氧和氮等雜質的含量，要把雜質控制到極致的低或一定且一致的含量。”張德龍先生介紹說。
氧氮對金屬性能的影響
高溫下，金屬會與空氣中的水分和氧氣反應引入氧雜質，鈦等金屬還會和空氣中的氮氣反應而引入氮雜質。常溫下，金屬粉末也可以和氧氣反應而引入氧雜質。另外，3D打印的原材料金屬粉末在生產、包裝、儲存、運輸、加料轉移等過程中，如果接觸到微量空氣也會與氧氣反應引入氧雜質。
“氧和氮離子對金屬性能影響很大，因此我們做的就是控制氣氛中雜質的含量，通過控制整條產業鏈上氣體純度以保證最后生產出來的產品品質高、純度高。我們可以將氣體雜質控制到PPB水平，如果產品中需要有一定的雜質含量，我們可以通過精確控制惰性氣氛的氧氣和氮氣等的濃度，從而把產品中的氧氮等雜質含量控制在所需的狹窄范圍內，實現產品性能（如強度、硬度、韌性、抗腐蝕性）的一致性。”張德龍先生介紹說。
工業去除雜質的方法
目前工業上去除氣體雜質的方法有吹掃式和循環式，吹掃式是用高純惰性氣體進行吹掃，特點是方法和設備簡單，但耗氣量大、氣體雜質濃度高、運作成本高。在密閉的空間內進行循環出氣體雜質，保護氣氛可以達到非常高的純度；循環式是在密閉的空間內充滿惰性氣體，使用氣體純化系統，循環除去氣體雜質。特點是可達超高純度、節省氣體，但需要高密封性腔體及高效氣體純化系統。
回國之后張德龍先生創辦了威格氣體，研發出了世界唯一的材料——模擬血紅蛋白的可逆氧氣吸附劑，即空氣通過后，氧氣會被完全吸附，得到高純度氣體；也研發出超高純度的液態金屬配合物。在惰性氣氛設備內進行合成、分離純化（減壓蒸餾）、測試、包裝可燃性半導體材料。氣氛保護技術，主要是為了保證產品的品質，避免雜質，如氧氣、水分、二氧化碳等與產品反應形成雜質。
無泄漏密封技術
為了做到高純度，張德龍團隊花了很大的精力做密封。傳統密封只有一道密封條，密封面和密封條之間總是有縫隙的，即使設備內是正壓，空氣還是會通過密封面與密封條間的微小縫隙擴散到設備內。張德龍團隊研發的無泄漏密封技術是雙道密封，并在雙道密封之間抽真空，空氣擴散過第一道密封就被抽走，無法繼續擴散過第二道密封到設備內，從而達到無泄漏密封，整套設備的泄露率小于0.001%/h，此技術已經申請了專利。另外每處密封的密封性可自動進行檢測，PLC對雙道密封間的氣密性進行自動循環檢測，以便對出現泄漏的密封及時報警。
氣體純化技術
氣體純化的原理在于，用氧氣吸附材料通過化學吸附除氧氣，用水和有機溶劑吸附材料通過物理吸附除水和有機溶劑，有些材料在高溫甚至常溫下可以與微量氮氣反應，可以用于除氮氣。通過降低泄漏率和提高氣體純化效率，可以把惰性氣氛中的氣體雜質除到極致。
惰性氣氛設備的應用
目前惰性氣氛設備應用的領域比較廣泛，如金屬3D打印，化工、化學、材料，核工業，OLED顯示和照明，鋰電池，太陽能電池，半導體，醫藥和醫療器械等生產領域，用以控制氣氛中水氧含量、粉塵、細菌等，提高產品品質。
威格氣體企業概況
張德龍先生2005年回國后，致力于開發世界領先技術，力求精益求精，做世界一流的產品，遵循誠信、貨真、價實的理念，秉持高度的社會責任感。公司成立伊始就擬定了二十年的發展戰略規劃，第一個十年（2005-2015年）是打基礎，開發世界領先的核心技術，做精品，研發和生產高端實驗室設備，培養人才，積累資金、客戶資源、經營經驗；第二個十年（2015-2025年）進行大發展，擴大海內外市場份額，建設惰性氣氛平臺，建立大型產業生產線，創建出行業內世界第一品牌。客戶已有近1000家，遍布36個國家，目前的客戶以國內外一流高校、研究所和企業研發部門為主，已經開始為產業提供生產線設備。2017年銷售超過1億元。
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