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作者 | 乔钰杰
编辑 | 袁斯来
硬氪获悉，增材制造结构件与专用材料供应商九河先进科学技术（北京）有限公司（以下简称“九河公司”）宣布完成数千万元Pre-A+轮融资。本轮融资由株洲北斗时空产业基金独家投资。
九河公司成立于2024年，以材料科学技术为核心，面向航空航天、核聚变、低空经济、人形机器人等高端制造领域，提供高性能增材制造（3D打印）结构件、专用材料及相关解决方案。九河公司创始人夏天博士是中国增材制造产业联盟青年专家委员、中国激光制造技术与产业创新联盟理事，长期从事材料成分设计、性能调控、增材制造产业研究与投资工作。
夏天向硬氪介绍，随着金属3D打印产业逐步走向成熟，行业需求正从“能打印”转向“打得快、打得好、打得便宜”。相应地，产业竞争也在从早期以设备和打印工艺为主导，转向材料、工艺与成形能力的协同优化，材料技术正在成为影响增材制造成本与产品性能的关键胜负手。
对金属增材的材料全流程处理，包括合金熔炼、雾化制粉、3D打印、热处理四个主要环节，每个环节的温度、熔池尺寸和冷却速度都可能影响最终性能。
夏天表示，3D打印从母合金到制粉再到打印，同时涉及大熔池缓慢凝固和小熔池急速凝固，并且这些状态交叉出现。如果只基于打印时的小熔池急速凝固来设计材料，可能导致制粉和母合金环节出问题；但最终组织又确实取决于打印环节，因此，材料成分设计必须兼顾全流程，而非单独优化某一道工序。
围绕这一问题，九河公司将材料设计与工艺成形控制结合起来。
在材料端，公司能够基于微小熔池快速凝固的特点，建立元素分布、相结构、裂纹敏感性与力学性能之间的关联模型，并借助AI增强的材料计算技术，对合金成分进行多目标优化。随后，通过小批量实验制备与性能表征，逐步验证并确定目标成分。
在组织性能调控方面，公司能够结合材料本身的特性及增材制造中的晶粒、物相特征，预测粉末颗粒、激光熔池和最终构件的组织状态，再通过粉末组织设计、凝固组织调控，以及热等静压和热处理工艺优化，使材料内部组织更好地匹配最终应用需求。
针对金属3D打印中常见的开裂问题，九河公司研发的低成本高强度可打印铝合金，可做到在没有稀土元素的情况下，兼顾强度和低成本，实现超500MPa的屈服强度，材料价格仅为每公斤百余元。其技术思路是在铝合金中设计特殊的原位自生纳米颗粒，并通过工艺控制，使这些颗粒能够在熔融铝中稳定存在数十分钟至约一小时。公司据此协调熔炼、制粉等环节的工艺时间，确保材料在打印过程中能够通过纳米颗粒的溶解与再析出，改善组织状态，降低开裂风险。
除材料设计外，九河公司也将工艺成形控制作为另一项核心能力。公司通过构建微观组织、熔池结构与构件性能之间的跨尺度仿真模型，预测并优化打印参数，以减少孔隙、裂纹等缺陷；同时，利用应力控制与防变形技术，调节构件内部残余应力及其分布，提升最终成形精度，并通过精细结构打印与复杂结构整体制造技术，满足高端制造对复杂构件的要求。
在商业航天领域，这些能力已应用于多类关键结构件。
液体火箭发动机涡轮泵壳体方面，九河公司采用整体成形技术，并通过低应力成形方案控制构件的应力分布与成形精度。对于液体火箭发动机闭式叶轮，公司实现了无支撑打印，流道内部无需设置支撑结构，支撑量较常规成形方案减少96%。公司还称，通过对材料组织的调控，产品消除了针状相等不利组织特征，低温环境下（-196℃）的断后伸长率提高约50%，达到相关指标要求。
（图源/企业）
（图源/企业）
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此外，公司的霍尔推进压力流量调节器已实现轨道运行。针对这类零部件内部的精细流道，公司开发了精细流道抛光技术，可处理细至1mm的流道，并将内径尺寸控制在±0.1mm以内。
目前，九河公司已完成商业航天领域头部客户的验证，并成为数家头部商业航天企业部分关键产品的独家供应商。未来，公司计划进一步拓展低空经济、核聚变、人形机器人等领域，为相关场景提供关键结构件及材料解决方案。
以下为创始人问答：
硬氪：公司提到正在开发增材制造AI智能体，它在材料设计和产品制造中具体发挥什么作用？
夏天：在材料研发过程中，我们会积累大量数据，包括材料内部组织、力学性能，以及不同工艺条件下的实验和制造数据。这些数据可以为AI模型提供基础。我们希望AI未来能够基于积累的材料和工艺数据，实现接近熔池级别的打印参数优化，实现提高性能、降低成本的目的。另一方面，在产品制造和交付过程中，我们还会检测每个零部件的化学成分、力学性能和变形量等指标。这些检测数据，可以持续修正模型，帮助我们更准确地理解材料性能与工艺之间的关系，实现快速研发新型合金材料并确定工艺参数。
硬氪：公司在商业航天领域交付的结构件都具备较高的性能指标。相比其他增材制造企业，九河先进的核心优势是什么？
夏天：我认为主要有三个方面。
第一是复杂结构的整体成形能力。3D打印相比传统铸造已经减少了很多焊接需求，但一些结构特别复杂的零部件，仍然需要分体打印后再进行焊接。我们希望尽可能避免焊接，让零部件实现整体成形，从而减少连接环节带来的限制。
第二是大尺寸薄壁件的形状控制能力。传统机加工主要依靠设备精度保证尺寸，但3D打印涉及材料熔化和重新凝固，设备精度只是其中一个因素。材料在凝固过程中如何形成内部应力、应力如何分布，都会影响零部件最终的尺寸精度。
我们对材料的组织控制能力，帮助我们更好地控制这些变量。在一些大尺寸零部件的关键尺寸上，我们已经通过实际案例实现了精度提升，部分情况下能够达到数倍甚至一至两个数量级的改善。
第三是兼顾效率与精度的复杂零部件打印能力。一些精密零部件对细小结构和表面质量的要求很高，尽管使用更细的粉末和更小的打印光斑可以提高精度，但打印效率也会明显下降。对于商业航天等需要兼顾成本和交付效率的领域，我们能在不显著牺牲打印效率的前提下，实现相对精密的成形，并将这类零部件真正交付给客户。
这三项能力表面上看是工艺优势，但背后离不开材料技术。只有理解材料在熔化、凝固和热处理过程中的复杂变化，并能够控制材料内部组织和应力分布，才能进一步控制零部件的最终形状、尺寸与性能。对我们来说，材料设计不是打印之前的一道独立工序，而是贯穿整个增材制造过程的基础。
