南極熊導讀:當金屬3D打印從“能打印出來”走向“為什么能打印出來、如何打印得更好”,同步輻射光源提供的原位、實時、高分辨觀測能力,成為破解增材制造“黑箱”機制的核心工具。
2026年6月9日,南極熊獲悉,云耀深維(江蘇)科技有限公司(以下簡稱 “云耀深維”)自主研發的原位光源PHOTON-40金屬3D打印設備,正式交付北京高校團隊,并于北京高能同步輻射光源(HEPS)順利完成裝機調試并投入試運行。云耀深維成為國內同時實現上海光源(SSRF)與北京光源(HEPS)雙適配的原位金屬打印設備廠商,正式打通國內兩大頂級同步輻射光源的原位增材制造表征鏈路,為我國材料科學、極端制造與增材機理研究提供硬核設備支撐。
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大國重器:北京與上海光源,同步輻射的 “超級顯微鏡”
同步輻射光源是探索物質微觀結構的國家重大科技基礎設施,被譽為 “微觀世界的超級顯微鏡”,憑借高亮度、高穿透性、高時空分辨率的 X 射線,實現對材料動態演化過程的原位、實時、無損觀測,是破解增材制造 “黑箱” 難題的核心平臺。
1. 上海光源(SSRF):第三代中能光源標桿
作為我國首臺第三代同步輻射裝置,于2009年建成開放,坐落于上海張江科學城,電子能量3.5GeV,發射度低至4nm?rad,亮度遠超傳統光源。運行至今,已建成16條光束線站,累計服務近800家單位、4.5萬科研用戶,在材料科學、生命科學、凝聚態物理、能源環境等領域產出一批國際頂尖成果(如新冠病毒關鍵蛋白結構解析),是我國前沿研究的核心支撐平臺。
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2. 北京光源(HEPS):第四代高能光源巔峰
北京高能同步輻射光源(HEPS)是國家 “十三五” 重大科技基礎設施,位于北京懷柔科學城,為我國首臺、全球亮度最高的第四代同步輻射光源之一。其亮度達太陽光的萬億倍,電子能量 6GeV,具備超高亮度、超短脈沖、超高準直性等優勢,可實現原子級分辨率觀測,聚焦極端條件材料、先進制造、航空航天、新能源等前沿領域,助力我國在基礎科學與高端制造領域實現從 “跟跑” 到 “領跑” 的跨越。
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3. 雙光源適配:填補國內原位表征設備空白
長期以來,同步輻射原位增材表征面臨設備適配難、精度不足、工藝封閉三大痛點:進口設備價格高昂、定制周期長,且核心技術封鎖;國內傳統設備無法滿足光源嚴苛的空間環境要求、射線穿透要求,難以實現 “打印 - 表征” 一體化閉環。
云耀深維此次實現上海、北京雙光源適配,徹底打破國外壟斷,為國內科研團隊提供自主可控、高精度、開放化的原位打印解決方案,推動我國增材制造機理研究從 “經驗試錯” 向 “機理驅動” 轉型。
硬核實力:云耀原位光源 PHOTON-40 設備核心優勢
針對以上高速同步輻射X射線成像增材制造相關研究的三大核心痛點,云耀深維整合跨學科技術優勢,成功開發出第二代同步輻射兼容型金屬增材制造原位觀測設備(型號:PHOTON-40),該設備主要優勢:
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同步輻射下實現金屬打印真實過程
光源40可在X光場同步輻射下完成金屬打印全過程,配置了完整的打印設備全套系統 (鋪粉系統、刮粉裝置、風場、Z軸運動裝置等) ,完成上千層鋪粉,助力研發人員在真實的金屬打印過程中收集數據。
一機多用: 可隨時更換為常規打印系統
除X光場透射衍射實驗配套打印腔室外,光源40配置了能完成常規金屬打印的打印腔室,成型空間為?60xH80mm, 客戶可隨時更換為常規打印腔室,滿足各種力學性能試樣及小型部件的打印需求
透射,衍射需求靈活滿足
同步輻射的情況下,光源40配置了靈活的高度調節及角度旋轉系統,可同時滿足透射及衍射實驗需求。
預熱溫度靈活選擇
常規打印腔室升級可選:200°C或500°C或1000°C高溫預熱配置, 可大幅度拓寬材料研發窗口,滿足更多研發需求。
工藝參數打印過程中靈活調整
通過更開放的工藝參數系統(自主創建cli文件、輪廓與不同類別填充的掃描參數及路徑策略 ,激光功率、掃描速度、跳轉速度、出光延時、掃描延時、層旋轉角度、中心點偏移、鋪粉速度、位移尺度控制、供粉速度等) ,幫助用戶更靈活更深度地研發及摸索最優工藝參數。
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云耀深維自主研發的光源40設備為同步輻射原位研究定制,配置完整的全套SLM系統(多層鋪粉系統、刮粉裝置、風場、Z軸運動裝置、500/700度高溫預熱等),完成上百層至數千層的真實鋪粉及打印,助力研發人員在真實的金屬打印過程中完成更精確的數據收集。
同時光源系列更配置了靈活的高度調節及角度旋轉系統,還可以傾斜打印,可以同時滿足透射及衍射實驗的需求。助力科研團隊使用同步輻射原位技術探索增材制造微尺度形性演變機理,監測打印過程中的熔池及晶體結構變化,實現原位表征與分析。
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不僅如此,光源系列更可選配獨立的能完成常規金屬打印的打印腔室,成型空間為?60xH80mm,客戶可一機多用,隨時更換為常規打印腔室,滿足各種力學性能試樣及小型部件的打印需求。
為更好地滿足研發需求,該系列還配置了開放的工藝參數系統,使用戶可自由選擇及調節激光的路徑規劃,打印策略,掃描參數等工藝參數。用戶可自行建立cli文件,自定義輪廓與不同類別填充的掃描參數及路徑策略,自由設置出光延時,掃描延時,增旋轉角度,隨機掃描策略等。
科研人員可實時觀測熔池動態、匙孔演化、缺陷形成、相變過程等微觀行為,精準揭示增材制造 “黑箱” 機理,為工藝優化、缺陷抑制、新材料開發提供直接實驗依據,助力產出更多原創性成果。
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△ 施加磁場前后匙孔形貌對比以及孔洞缺陷情況對比
資料來源:Science+1 |磁場顯著減少3D打印隙缺缺陷,特種材料研究所參與研究 - 上海交通大學材料科學與工程學院
此前,同步輻射原位打印設備100%依賴進口,價格昂貴、定制周期長、核心技術封鎖,嚴重制約我國相關領域發展。云耀深維PHOTON-40設備的成功研發與雙光源適配,徹底打破國外技術壟斷,實現核心零部件100%國產化,大幅降低設備采購與使用成本,推動我國高端金屬3D打印設備、極端材料、航空航天、新能源等產業自主可控,助力制造業高質量發展。
作為國內雙光源適配廠商,云耀深維以微米級精度、開放化工藝、定制化設計,樹立原位增材設備行業標桿。未來,云耀深維將持續深化與上海光源、北京光源等大科學裝置的合作,聯合國內高校、科研院所、龍頭企業,構建 “設備 - 光源 - 科研 - 產業” 協同創新生態,推動原位增材制造技術從實驗室走向工業應用,引領全球原位增材新時代。
南極熊觀察:從設備出海到源頭創新,國產原位增材裝備的產業里程碑
云耀深維原位光源PHOTON-40設備在北京光源完成裝機調試——這不僅是云耀深維的里程碑,更是我國在高端科學儀器與增材制造交叉領域自主創新的重要標志。同步輻射光源與3D打印設備的深度耦合,是下一代材料基因工程的關鍵基礎設施。當國內頂尖大科學裝置能夠與國產高端3D打印設備實現無縫對接,中國科學家便擁有了從“源頭觀測”到“工藝優化”再到“新材料開發”的完整閉環能力。未來,隨著上海光源二期和北京光源的全面開放,搭載國產原位增材設備的實驗線站將為國家在航空航天高溫合金、核能材料、生物醫用植入物等領域的原始創新提供關鍵設備支撐。
關于云耀深維
云耀深維(江蘇)科技有限公司由來自金屬增材制造主流技術LPBF/SLM的發明機構-德國弗朗霍夫激光研究所的資深專家團隊創立,創始人師從金屬打印發明者。中國總部位于江蘇太倉,歐洲總部位于德國亞琛光生產中心。公司擁有獨家的微米級金屬3D打印技術,實現典型打印精度2-10μm、典型超光潔表面0.8-2.8μm、10度以上角度多種結構無需支撐,實現了復雜精密結構金屬材料的3D一次打印成型,填補了國內微納金屬3D打印技術市場的空白。
依托強大的專家團隊,云耀深維與全球先進制造領域的各大研究所、高校和企業建立了緊密的合作關系,服務全球數百家客戶,包括清華大學、中科院等。
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