前言
在全球追求碳中和的大背景下，高碳排放的重工业正面临前所未有的环保压力。钢铁行业作为碳排放大户，每一次技术革新都牵动着整个工业体系的神经。近日，西班牙3D打印设备制造商Meltio宣布参与欧盟SUMMSEED项目（可持续中锰钢，应用于重工业低成本应用），尝试用增材制造技术为重工业的绿色转型探索新路径。
SUMMSEED项目由欧盟煤炭与钢铁研究基金（RFCS）资助，汇聚了来自欧洲多国的顶尖研究机构和企业力量。项目由巴塞罗那理工大学（UPC）主导，制造方为全球材料加工领域的巨头山特维克（SANDVIK），Meltio作为技术提供方，负责提供激光线材沉积（DED）增材制造技术支持。研究伙伴还包括代尔夫特理工大学、西班牙SIDENOR、弗莱贝格矿业学院等机构。可以说，这个项目集结了欧洲在金属材料加工领域的最强阵容。
激光线材沉积技术：精准增材的制造利器
激光线材沉积（DED）技术是SUMMSEED项目的核心制造手段。与传统的粉末床熔融（PBF）技术相比，DED技术使用金属线材作为原料，通过激光将线材熔化并堆积成型。这一技术路线在效率和材料利用率方面具有明显优势。
首先，DED技术的材料利用率高达95%以上，远高于传统铸造的50-60%。这意味着更少的原材料浪费，更低的材料成本。其次，DED技术可以使用成本更低的金属线材，原料成本约为粉末形式的二分之一到三分之一。综合计算，采用DED技术制造同等重量的零件，材料成本可降低40-60%。
更为重要的是，DED技术具有出色的修复再制造能力。对于磨损或损坏的零件，可以在原位进行增材修复，恢复其原始几何尺寸和性能。据Meltio介绍，采用DED技术修复一个大型零件的成本仅为重新制造的三分之一到二分之一，而修复后的零件使用寿命往往能够超过全新零件。这种"从摇篮到摇篮"的循环制造模式，对于推动重工业的循环经济具有重要意义。
中锰钢：替代哈德菲尔德钢的新选择
SUMMSEED项目的一个重要目标是开发更可持续的中锰钢材料，以替代传统的哈德菲尔德钢（高锰钢）。哈德菲尔德钢具有优异的耐磨性和加工硬化性能，广泛应用于矿山机械、工程机械等重载磨损环境。然而，传统哈德菲尔德钢的生产需要使用大量的锰铁合金，碳足迹较高，且某些关键合金元素面临资源枯竭风险。
中锰钢是一种新型高强度钢，通过调整锰含量（通常在3-12%之间）获得优异的机械性能。与哈德菲尔德钢相比，中锰钢可以使用更低品位的锰矿或工业副产物作为原料，生产过程中的碳排放显著降低。同时，中锰钢在适当热处理后可以获得更高的强度和更好的韧性组合。
SUMMSEED项目的研究结果表明，采用DED技术制造的中锰钢零件可以减少约30%的合金元素使用，同时零件耐磨性能提升20%以上，使用寿命显著延长。这意味着更低的材料成本和更少的更换频率，经济效益和环保效益实现双赢。
跨机构协同：产学研合作的典范
SUMMSEED项目汇聚了来自不同领域的顶尖机构，形成了优势互补的创新联合体。巴塞罗那理工大学在材料科学和冶金工艺方面拥有深厚积累，负责中锰钢材料的成分设计和热处理工艺优化；山特维克作为全球材料加工巨头，在金属材料的工业化应用方面经验丰富，负责将实验室成果转化为大规模生产工艺；Meltio则提供核心的DED打印设备和技术支持，确保制造过程的稳定性和一致性。
这种产学研深度合作的模式，对于加速技术成果的产业化落地具有重要意义。传统的线性创新模式（基础研究→应用研究→技术开发→商业化）往往耗时漫长，而SUMMSEED项目从一开始就以产业化为目标，各参与方紧密协作，有效缩短了从实验室到工厂的距离。
此外，项目还培养了一大批掌握中锰钢DED制造技术的专业人才。这些人才将成为推动重工业绿色转型的重要力量，其影响将远远超出项目本身。
总结
SUMMSEED项目展示了增材制造技术与绿色材料相结合的巨大潜力。通过开发可持续的中锰钢材料，结合DED技术的制造优势，重工业有望在保持竞争力的同时大幅降低碳排放。这种"绿色制造+循环利用"的新范式，值得全球工业界借鉴推广。
文章来源：Meltio官方新闻