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近悦远来 · 广科高才丨星尘科技刘辛:让难熔金属成为骨科新选择
广东省科学院佛山产业技术研究院 2026-04-28 17:42

一颗髋关节植入物,需要在人体骨盆里待上几十年,经受每一次行走、每一次弯腰的考验。过去,这种植入物多由钛合金制成,但更好的选择是一种叫钽的稀有金属——它的生物相容性比钛更接近人体骨骼。

钽的熔点接近3000℃,普通手段根本做不成适合3D打印的球形粉末。这个问题困扰了国内医疗材料行业很多年,国外进口的球形钽粉卖到12000元一公斤,医院用不起,患者更用不起。

广东省科学院新材料研究所副所长、正高级工程师刘辛,六年前在广东省科学院佛山产业技术研究院(下称“佛山产研院”)的支持下创立星尘科技(广东)有限公司,剑指难熔金属球形粉末的市场。2024年,他们完成了全球首个钽金属骨科领域球形钽粉主文档登记;如今,在国内3D打印生物医疗用钽粉领域,星尘科技一家占了约60%的市场份额。

PART.01

把金属变成球形粉末

2013年前后,国内3D打印兴起,球形粉的需求开始爆发。球形粉末因形状规则、流动性好,是激光粉末床熔融(LPBF)等3D打印工艺的理想原料——激光一层层扫描粉末,将其熔化堆积,就能制造出结构复杂的金属零部件。

但国内80%的球形金属粉末主要采用气雾化技术,一般只能处理熔点1700℃以下的金属。钨、钼、钽、铌这些稀有难熔金属,气雾化根本对付不了。

刘辛和团队做的事情,说得简单点就是一句话:用射频等离子体技术,把任何难熔金属都变成适合3D打印的球形粉末。等离子体温度高达10000℃,别说近3000℃的钽,就是3400℃的钨——这个地球上熔点最高的纯金属——也能熔化成形。

广东省科学院新材料研究所引进射频等离子体球化设备时,并不是国内第一台,但国内同类设备多用于小样品实验研究,而刘辛的目标是规模化生产。

要把产量做上去,会遇到许多实际难题。举例而言,射频等离子技术制备的粉末表面会粘附纳米级的细微颗粒,导致氧含量增高、流动性变差,下游3D打印用起来总出问题。刘辛团队专门开发了流化床微纳米分离技术,解决了这个顽疾,这才真正迈进了产业化的大门。

打通生产环节后,刘辛团队在2018年就实现了钨粉的国产替代,把每公斤钨粉价格从当年的约2000元一路降到了约800元。这极大惠及了高端制造业,比如国产高端X光机里的关键部件光栅准直器,需要精密的三维网格结构来保持光子平行射出,此前完全依赖进口钨粉,如今已实现完全国产化。

在团队的努力下,钽粉也实现了国产化,一公斤价格从最高的12000元降至七八千元。

2024年,星尘科技主导完成了全球首个钽金属骨科领域球形钽粉主文档登记。有了这张“入场券”,下游医疗器械企业才能用国产钽粉开发定制化骨植入产品。刘辛团队还与医院合作,利用钽合金粉3D打印人体髋关节,完成了国内首例置换手术。

目前星尘科技已开发逾百种金属粉末,产品覆盖钨、钽、钼、铌等稀有难熔金属,以及多种陶瓷粉末和纳米粉。刘辛规划了三条产品线:微米级球形粉面向3D打印,是创业时的基本盘;陶瓷粉末面向热喷涂和半导体晶圆加工,争取突破“卡脖子”;纳米粉面向电子信息产业和新能源电池等快速增长的市场。

除了卖粉末,星尘科技还做射频等离子设备的代理业务,同时用自有的两台金属3D打印机为客户提供打样服务。刘辛说,打样的主要目的还是推销粉末——"让客户亲眼看到我们的粉打印出来的效果,比说一万句都有用。"

PART.02

为科创项目“扶上马、送一程”

“当时最缺钱。”回头看星尘科技从零起步的六年,刘辛对佛山产研院的支持记忆尤深。

公司草创时期,佛山产研院帮星尘科技争取到了佛山市创新团队项目的200万元资助,这笔钱是公司启动的关键。更重要的是,佛山产研院以融资租赁的方式,支持团队购买大型尖端设备,对初创团队而言会占据大量资金流。资金到位、设备到位,扶上马、送一程,星尘科技才真正运转起来。

除此之外,佛山产研院在公司治理层面也发挥了实实在在的作用。近几年,佛山产研院院长殷红军与刘辛多次深入交流,给出了股权架构优化、公司治理规范化等一系列具体可操作的建议。

“坦白讲,经营公司不是科学家擅长的事。在资本运营和规范管理方面,我们就像是一张白纸。”刘辛说,佛山产研院利用其在资本领域的专业理解,帮助这个由科学家主导的团队补上了“做生意”这一课。

星尘科技是广东省科学院第一批成果转化项目。公司成立之初,省科学院多位院领导亲自听取了项目汇报。作为科学院第一个做孵化育成的新型研发机构,佛山产研院把星尘科技当成了“长子”来培育,在公司注册、资质申报、政策对接等环节提供了贴身服务。

如今,星尘科技连续两年产值超过2000万元,在稀有难熔球形粉末细分领域做到了国内最大,客户已遍布全国:上海客户做钨光栅准直器、大连客户做钽医疗植入物,宁夏客户做航天关键部件……辽宁省率先将3D打印骨科植入物纳入医保,进一步打开了钽制植入物的市场空间。

新需求还在不断涌现。除了布局粉末产品外,刘辛团队还正在布局国产化设备的研发工作,以免关键设备受制于人。在刘辛眼中,高端稀有金属粉体的市场远未触到天花板:“我们的目标是做大蛋糕,让更多伙伴能参与其中。”

拟稿/图/文:综合服务部、星尘科技

审核:向 良

审批:蔡 楠

编辑/发布:罗敏玲