2026年9月，英国西英格兰大学UWE Bristol大学旗下Centre for Print Research（CFPR）研究中心依托Meltio Engine工业机器人集成套件，直接在铂金结构内部嵌入宝石。整套设备搭配HAAS五轴CNC机床，构成一体化混合制造系统。
这套制造体系十分灵活，研究人员可以暂停金属打印作业，在未成型的金属结构内部放置微小晶种，重启打印流程后，设备会在晶种外围继续完成金属沉积成型。放置的晶种可以作为基底，后续培育出红宝石、蓝宝石等天然宝石。这项技术彻底改变传统金属加工的固有形态。传统制造模式下，金属构件成型后内部结构完全封闭，无法进行二次植入作业。新工艺可以在金属构件生产过程中预留植入空间，嵌入各类介质与材料，应用场景不再局限于珠宝首饰领域，可为金属零件内嵌传感器、标记件、嵌件等功能材料提供全新技术路径。
Neo-Gemstones项目：以再生晶种实现宝石绿色制备
本次创新成果依托UWE Bristol工艺与设计副教授Sofie Boons主导的Neo-Gemstones科研项目。Sofie Boons深耕珠宝设计与材料创新领域多年，打造出一套区别于传统人工培育宝石的全新技术体系。
△在金属结构内部生长的红宝石
新技术以废弃宝石碎料、宝石加工废料作为基础晶种，完成全新晶体的培育生长。2024年，CFPR研究中心完成行业突破性成果，实现首饰内部实验室红宝石原位生长，创下全球首例技术纪录。传统珠宝制作流程，依托天然矿石开采、原石切割打磨、宝石镶嵌固定的标准化工序。Neo-Gemstones技术无需全新开采原石，回收利用宝石废料即可培育全新晶体。培育成型的红宝石，晶体结构与天然开采红宝石完全一致，差异集中在生产方式与成型场景。
宝石培育作业在金属结构成型后开展。研究人员将微型红宝石晶种固定在铂金属结构内部，整体置入盛放助熔剂溶液的高温炉体。溶液内含宝石生长所需全部原料，经过数日高温培育，全新晶体材料会在晶种表面持续堆积，最终在金属结构内部完整成型。Sofie Boons将这套废料回收再生的宝石制备模式定义为“城市采矿”。项目推进过程中，微型晶种的精准固定成为核心技术难点，常规工艺难以保证晶种位置精准且不发生破损位移，金属3D打印混合制造技术成为破解难题的核心手段。
混合制造技术适配性
传统制造工艺无法满足宝石内嵌培育的严苛要求。铸造工艺中熔融金属的流动特性，会冲击、移位内部晶种。粉末床熔融工艺的成型逻辑，让零件全程掩埋在粉末介质中，无法开展中途植入作业。Meltio线材激光沉积技术弥补传统工艺短板。Meltio Engine设备搭载于HAAS五轴CNC机床，通过金属线材沉积方式完成结构打印。打印过程的开放式作业环境，让研究人员随时暂停设备，完成晶种放置后继续打印成型。
△Meltio Engine在混合制造过程中进行金属沉积作业
铂金属回收体系
铂金属属于高价值贵金属，生产加工过程的物料损耗会大幅提升项目成本。CFPR研究人员Michael White专门研发一套铂金属萃取回收系统。系统可以完整收集CNC加工过程中产生的铂金属废料、碎屑。回收后的金属物料经过处理，可重新投入3D打印生产环节，大幅降低贵金属物料损耗，精准统计原材料从投入到成品的全流程消耗数据，为项目量产优化提供数据支撑。
△UWE Bristol Neo-Gemstones科研项目研发的铂金珠宝戒指成品
多元应用前景
Meltio技术多用于工业零件制造、设备修复等主流场景，本次项目实现小众创新落地，将工业级金属打印技术应用于高端珠宝定制领域，完成微型精密贵金属构件的定制化成型。研究团队未来将持续推进技术迭代，测试不锈钢、铂钯合金等多种金属材料的适配效果。部分新型合金材料可以更好适配高温炉体的宝石培育环境，提升成品稳定性与良品率。
整套技术目前处于科研试验阶段，拓展潜力覆盖多个工业领域。金属打印中途植入物料的作业模式，能够适配精密工业零件的功能材料内嵌需求，为高端装备、精密器械的定制化生产提供全新技术方案。
来源：南极熊
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