在精密金属零件制造领域，高精度往往意味着高价格。尤其是以激光技术为代表的金属3D打印，数百万的设备投入，使得它对于众多中小制造企业而言，更像是一个遥不可及的技术概念，而这一行业痛点，正成为湖南科技大学一支学生研发团队的主攻方向。

他们聚焦于一项名为“微等离子弧定向能量沉积”（mPA-DED）的技术。令人惊讶的是，这项有望打破垄断的技术，其研发主力是包括负责人在内的一群“00后”大学生。

他们成功将设备成本控制在进口激光设备的三分之一，瞄准了那些“买不起百万设备，但对零件精度有升级需求”的中小企业。他们正尝试用自主搭建的系统，证明高精度与低成本并非不可兼得。

技术突围：“成本能降到激光设备三分之一”

“成本能降到激光设备三分之一”，项目负责人余萍在介绍项目优势时，给出了具体的对比：“打印一个复杂的不锈钢零件，我们的设备单价约50万，而同类激光设备高达150万。在耗材和能耗上，也能大幅节省。”

成本优势的背后，是团队完全自主搭建的整套系统——从硬件平台、运动控制到智能监控算法。支撑他们选择这条技术路径的，是基于理论与实验的前期判断。指导老师屈原缘解释道：“技术路径选择的依据，基于理论判断。微等离子弧的能量密度与热效率特性，适配金属增材的低成本、高利用率需求；同时前期实验验证了其在复杂零件成型上的可行性。”

对于为何力主这条技术路线，他进一步阐释了初衷：“技术路线的初衷，正是为解决激光3D打印‘贵’‘慢’的问题，探索精密制造向中小工厂普及的技术路径。”

↑项目总体实现设备

攻坚之路：从“个人经验”到“算法决策”

技术的“性价比”优势并非凭空而来。接手项目时，负责人余萍面对着一个典型的“技术债务”问题：前负责人的实验流程中，“微等离子弧功率-丝材送进速度”的匹配参数仅存在其个人笔记中，且未区分不同厚度不锈钢的参数差异，导致新成员重复实验的良品率不足30%。

为了解决这个问题，团队采取了一系列务实措施，他们先邀请前负责人参与3次联合实验，同步记录其操作细节，再将实验数据导入自研的“工艺参数数据库”，通过机器学习拟合出‘材料厚度-功率-送丝速度’的对应曲线，形成《工艺参数智能匹配手册》，替代人工经验，同时增加‘实时熔池监测模块’，自动修正参数偏差，使良品率提升至92%。

这个过程，充满了对细节的“死磕”。屈原缘老师认为，在这个高度智能化的项目中，传统的“工匠精神”体现在“愿意为一次完美的工艺重复上百次实验”。他强调：“智能化算法的基础是稳定的工艺数据，需通过反复调试实现0.01毫米级的精度控制。”

↑40层单道曲面墙沉积过程

团队成长：“不唯结果，重视试错”的氛围

“其实是被技术本身的未来可能性和团队创新风格二者的结合吸引我加入的。”新加入的成员李佳慧谈及最初加入的动因，“最开始是被用低成本电弧就能实现激光级精度这个技术点所打动。在增材制造中，精度和成本一直都是矛盾体。而这个技术能把二者都拿下，解决了行业的一大痛点。”

让她印象最深刻的，是团队独特的创新氛围：“最惊讶的是团队对‘试错’的包容度。我刚进组时提出一个看似不成熟的焊接路径优化思路，本以为会被直接否定，结果导师和师兄带着我一起搭建测试模型，花了两周验证想法，哪怕最终结果不理想，也一起分析问题所在，这种不唯结果、重视过程的氛围完全打破了我对科研团队‘只看成果’的刻板印象。”

她的个人成长，也体现了团队的实践风格：“一开始我只是在旁观察师兄们做设备组装和算法调试，先把每个步骤的逻辑和目的记清楚；遇到不懂的地方就及时请教，哪怕是基础的硬件接线问题也不回避；之后主动申请承担小模块的工作，比如3D打印路径的局部优化；慢慢积累后，开始独立负责一个子课题的实验设计。”

↑“2025年中国大学生机械工程创新创意大赛”的团队获奖现场

跨越鸿沟：比机器稳定更难的是说服人

技术走出实验室，面临的挑战不仅是机器本身。余萍对此有深刻的体会：“研发成果转工厂实用工具的最难部分是说服保守的行业总工接受全新技术逻辑，即‘技术逻辑的认知对齐’，而非机器的稳定耐用性。机器稳定性可通过‘1000小时连续运行测试’等技术手段解决，而行业总工因固有认知对新技术存在顾虑，需用工厂熟悉的‘数据+样品’语言沟通才能突破。”

因此，团队选择了一条务实的路径：“实验室成果转化的‘最后一公里’关键步骤是优先寻找敢于试用的合作伙伴，而非完美PPT。真实场景的试用反馈比实验室数据更有价值，早期合作方的‘问题清单’是技术迭代的核心依据。”

未来图景：让精密制造“飞入寻常工厂”

针对技术如何最快速地惠及大众，指导老师屈原缘有清晰的展望：“技术的民生应用场景最快体现：5年后用上更便宜、适配的骨科钢板，通过增材制造实现个性化定制，成本较传统工艺降低50%。”

“我们做的技术能让定制医疗器械便宜好几倍”这句话最能引起身边不了解技术的人的兴趣，因为这直接关联到民生需求，大家能直观感受到技术的实际价值。”

在屈原缘看来，这项技术的未来承载着更为深远的意义。他认为，其价值不仅体现在5年后能让骨科钢板变得更经济、更适配，更在于它为高端制造技术开辟了一条从"曲高和寡"的实验室，走向"遍地开花"的中小企业车间的可行之路。

↑项目未来计划

从成本计算、工艺“死磕”到面对市场的务实沟通，这支学生团队的故事，由无数次脚踏实地的探索组成。他们的探索，不仅关乎一项技术的突破，更是在尝试回答一个现实问题：如何让高端制造的成果，真正服务于更广泛的产业与人群。他们的探索或许才刚刚开始，但那份试图用创新打破壁垒、连接高端技术与广阔市场的青年志气，已然清晰可见。

湖南日报·新湖南客户端“青春合伙人”项目组&湖南科技大学人文学院 联合出品

总策划/夏似飞

统筹/唐婷 苏莉

执行/朱晓华 周杨

作者/叶晨伊 邓佳瑶

指导老师/黄洪珍 马兰

责编：万枝典

一审：唐煜斯

二审：朱晓华

三审：苏莉

来源：湖南日报·新湖南客户端