杨亚锋 受访者供图

个人名片

杨亚锋，1981年生，临颍人，现任中国科学院粉体材料重点实验室副主任、中科院过程工程研究所资源化工研究部主任，长期致力于高性能粉体的化工过程强化制备、轻金属及陶瓷材料的粉末冶金近净成形制造及3D打印等方面的研究工作。

■本报记者 齐国霞

粉体颗粒是物质存在的一种形式，是地球上除水以外的第二类物质。在人类实现应用的材料中，粉体占70%以上。在现代工业制造中，粉体作为基础原料，在复杂金属零部件的先进制造中发挥着越来越重要的作用。制造这些复杂结构的金属部件，3D打印毋庸置疑是排头兵，可以直接将粉体加工成复杂零部件，以避免或减少机械加工。和合金分体相比，金属复合材料的发展较为滞后，主要原因在于高质量金属复合粉体制备难。中科院杨亚锋团队经过多年探索，创新性研发了粉体包覆改性技术，开发了高质量3D打印复合材料粉体的制备新技术，成功突破了高质量金属复合粉体制备难题。

专注做好一件事

杨亚锋是临颍县三家店镇邢庄村人，初中就读于原华严寺中学，高中就读于临颍一高，本、硕、博均毕业于吉林大学。博士研究生毕业后，他成为澳大利亚昆士兰大学的一名博士后，随后在墨尔本皇家理工大学获得永久教职。2015年，杨亚锋入选国家海外高层次人才引进计划，回国任职中国科学院过程工程研究所研究员、博士生导师，中国科学院大学岗位教授。

现在，杨亚锋担任中国科学院粉体材料重点实验室副主任、中科院过程工程研究所资源化工研究部主任，在重要国际国内学术会议上作主题报告或邀请报告二十余次，担任会议组织者或分会主席十余次。

杨亚锋从2000年在吉林大学学习材料成型与控制工程专业到现在，专注于高性能粉体颗粒过程强化制备及近净成形研究。二十余年的工作和学习，从来没有偏离这个轨道。

多年来，杨亚锋在高性能粉体的化工过程强化制备、轻金属及陶瓷材料的粉末冶金近净成形制造及3D打印等方面的研究取得了突破性的成果。他研发的复杂钛合金粉末冶金零部件控形控性一体化制造新技术，被欧洲粉末冶金学会重点报道，在山东省建成了低成本高性能粉末冶金钛合金零部件产业化示范线；他开发的年产能百吨级梯度硬质合金制品的规模化制备技术，已在国内龙头企业株洲硬质合金集团有限公司得到了推广应用；他开发的百公斤级粉体颗粒改性批量规模化制备技术及装备，部分产品已销售至国内外多家企业及科研院所。

选准目标一刻不停歇

20世纪，3D打印就已开始基础研究。最近几年，随着互联网和高端装备制造的兴起，沉寂许久的3D打印被冠以“第三次工业革命”之称，可谓来势汹汹。更有观点认为，3D打印也许会取代传统制造业。对此，杨亚锋说：“3D打印比较适合难加工材料的近净成形、具有复杂形状的零部件的近净成形以及可以实现优化设计最佳结构的零部件制造。说3D打印是‘第三次工业革命’，主要是强调它的意义，突出它的优势，但是3D打印不可能取代现在的制造技术。”

为何3D打印如此受关注？杨亚锋认为，3D打印较之于传统的减材制造技术节省材料，是对当前制造业的一个有力补充。他进一步解释，3D打印确实具有某种颠覆传统制造业的能力，但这种优势和能力究竟该如何发挥尚存在疑问。“3D打印的研究成果还未实现和市场的有效结合，市场不清楚到底哪些领域需要3D打印来实现，3D打印研发人员也不能真正了解市场的需求。”杨亚锋说。

用简单的话来说，3D打印就是使用粉末状金属材料一层一层打印的方法来制造物体。毫无疑问，这其中最核心的要素便是材料。那么，在竞争中如何将3D打印材料的成本降下来也就成为研究者们苦苦思索的一个问题。

在谈到与材料有关的话题时，杨亚锋表现出极大的兴趣和非常人能及的专业素养：“材料成本过高主要指的是3D打印原材料，例如粉末或者丝材很贵。以金属材料为例，材料成本高一方面是因为用于生产金属粉末的原合金锭属于高纯锭，本身价位就很高；另一方面是因为气雾化粉和旋转电极粉的成粉率都不高。例如铺粉的3D打印，激光铺粉对粉的粒度要求基本在45微米以下。在这个尺度上的成粉率是很低的，也就是说要做出这么细的粉是有很大难度的。气雾化目前成粉率基本上在20%以下，旋转电极粉成粉率基本上在10%以下。从昂贵的高纯锭到最终的成粉率，中间的原材料浪费以及工艺参数的苛刻都会使粉末的价格比较高。”

意识到材料成本是未来要重点突破的一个方向之后，杨亚锋也在紧锣密鼓地展开他的研究。即使在研究中遇到一些难以突破的难题，杨亚锋仍旧充满信心。“粉体材料的应用非常广泛，并非要用于3D打印技术。常规的粉末冶金模压-烧结技术、金属注射成型技术、喷涂技术、表面激光熔覆技术、喷射成型等都需要大量的金属粉末。这些技术目前已应用在汽车、电子等领域，将来也会被更加广泛应用。”杨亚锋说。

杨亚锋团队提出了粉体包覆制备复合粉体的新思路，在不改变球形度的前提下，实现均匀复合化。这一技术的优点在于均匀性高、球形度好、普适性强。设备搭建方面，团队自主搭建了粉体流态化包覆改性装备，实现了高质量3D打印金属复合粉体制备。产品已通过第三方验证，符合3D打印标准。

目前，杨亚锋团队生产的复合材料粉体已经初步得到中航工业、日本住友等国内外二十余家企业的认可。作为从中科院的实验室孵化出来的项目，如何实现产业化是杨亚锋下一步面临的重要问题。杨亚锋团队计划到2023年实现规模化生产技术优化，实现连续性和稳定性的同步提升，2025年孵化高新技术企业，开拓市场。

用知识助力家乡发展

“无论走到哪里，家乡永远让我魂牵梦系。这些年来，我用自己的知识和技术支持家乡的发展。”谈到家乡，杨亚锋动情地说。

2018年以来，杨亚锋先后与临颍县、颍川新材料、豫中铁合金开展了产学研一体化合作，并取得了明显成效。2021年，中国科学院过程工程研究所与临颍县共同成立临颍县精密制造产业联合实验室，旨在依托中国科学院过程工程研究所的技术、人才资源以及先进、成熟的科技成果，借助于临颍县良好的科技创新氛围和强劲的经济发展实力，利用企业的生产条件及市场运作，将科研成果尽快转化为生产力，进而开发在国际上具有重要影响力和市场冲击力的具有自主知识产权的新产品、新技术和新装备，促进下游加工产业发展。同时，促进临颍县现有传统制造业服务群体由低端民用市场向航空航天、医疗等高附加值产业跨越，在现有食品行业的基础上引领其向新产品、新技术发展，巩固并进一步提升传统食品行业的国际竞争力，力争转换现有的竞价销售模式，推动企业增强主动创新意识，从根本上全面推进装备制造产业和食品加工行业转型升级，形成一批具有竞争优势和一定国际影响力的龙头企业和产业集群，最终实现共同发展，双赢合作。

2018年，杨亚锋与颍川新材料开展全方位深度合作，对产品重新定位，迎合市场发展需求，盯紧国际先进产品，力争打破国际垄断。他与企业共同承担中央引导地方科技发展专项“高速钢预合金粉末制备关键技术研究及产业化”、河南省科技厅重点研发项目“电解铝阳极用防腐抗氧化涂料关键技术及应用”、河南省“揭榜挂帅”科技项目“金刚石工具用新合金体系设计和粉体制备关键技术开发及产业化”、河南省中科院科技成果转移转化项目“注射成形用球形、细粒径工具钢粉体制备技术开发”等众多重大成果转化项目。

目前，在这些项目的资助和引领下，合作公司已拥有7个系列近100类产品，获得授权发明专利16项，实用新型专利32项，通过省级成果鉴定8项。其中两项被中国工程院何季麟院士为组长的专家组评定为国际先进。现在，此产品已开始量产，并获得国内大型粉末冶金企业高度认可。这个产品的推出，打破了国外产品在中国市场十几年的垄断。