回顾我国激光3D打印进程及对产业的几点建议

2012-12-13 08:50

　　于是，华中科技大学的快速制造中心，转攻一种以纸为原料的分层实体制造技术(LOM)。1994年，快速制造中心研制出国内第一台基于薄材纸的 LOM样机，1995年参加北京机床博览会时引起轰动。LOM技术制作冲模，其成本约比传统方法节约1/2，生产周期也大大缩短。

　　这时期，蹒跚起步的光固化技术和分层实体制造技术等，更多用于打印产品模型和铸造用蜡模等有限领域，尚无法直接做出功能零件。

　　直接制造

　　那时，国外多以尼龙粉末作为激光烧结材料，每公斤售价高达上千元。最终，一种价格仅为尼龙材料几分之一的聚苯乙烯粒料成为可能的替代材料

　　1995年，西北工业大学教授黄卫东，产生了一个关于快速成型技术的新构思：把3D打印技术和同步送粉激光熔覆相结合，形成一种新技术，用于直接制造可以承载高强度力学载荷的致密金属零件。

　　当时，有学生在做激光熔覆，就是在一种金属表面熔覆上另外一种金属材料，能够相互结合得很紧密。这启发了黄卫东，依此类推，多层堆积，而且用数字化控制“堆”的方法，那么想“堆”什么形状就能“堆”出来，还可以把金属的力学性能做到很好。查找文献时，黄卫东发现了快速成形制造，他想用这种方法做飞机发动机的零件。最初，这个大胆的想法并没有获得支持，因为此前的快速成形技术并不成熟。

　　黄卫东先是安排博士研究生李延民进行基础研究，用激光熔覆把材料“堆”起来。初步结果令人鼓舞，在金相显微镜下，找不到“堆”的痕迹，这说明材料结合得很好，确实形成了一个致密的整体。

　　1997年，航空科学基金首次设立重点项目，黄卫东团队的“金属粉材激光熔凝的显微组织与力学性能研究”项目，在评审组长左铁钏的力挺下得以通过。同年，黄卫东的激光定向凝固研究项目，又获得国家自然科学基金的资助。2000年以后，863计划、973计划、国家自然科学基金重点项目等也开始对激光立体成型立项支持。

　　这个研究成果，很快就在新型航空发动机的研制中得到应用。到该航空发动机装机试车时，采用传统铸造技术研制的一个关键零件始终不合格。当时，在时间非常紧迫又缺乏相同金属材料的情况下，黄卫东团队把金属零件不合格的部分去掉，然后用一种性能比较接近的金属材料在上面重新“打印”出合格的零件，最终通过了检测。