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激光3D打印将中国制造业“逼上梁山”

  许多种“耗材”都可使用3D打印:沙子、人造橡胶、塑料、金属,甚至生物材料;3D打印的应用范围已经渗入生物医疗、航空、汽车、工业设计等多个行业,且仍在不断拓宽。“就连美国海军都购买了90台机器用于航空领域的研发。”雷切特勒说。

  全世界的实验室里,正在实践一些更具雄心的想法:澳大利亚的研究人员加快了制造金属零件的速度,试制出打印汽车金属零部件的设备;意大利的一个研究团队正开发用于特种建筑的3D打印机,计划使用月球尘埃为材料,在月球上快速建造人类基地。

  除了省去制造模具的成本以外,相比传统制造工艺,3D打印对材料的利用率也惊人。美国F-22猛禽战斗机大量使用钛合金结构件,如使用传统的整体锻造方法,最大的钛合金整体加强框材料利用率不到4.9%,使用3D打印利用率接近100%。

  3D打印技术通过对金属材料的烧结或熔化,直接生成出金属零部件的发展趋势,让传统制造业感受到巨大压力。“如果在金属材料上得到广泛应用,3D打印就可能引领新一轮工业革命。”华中科技大学机械科学与工程学院教授张海鸥预测说。

  三、中国研发曲折

  颜永年的遗憾是,1988年错过了芝加哥的一次工业展览会,没能亲睹胡尔推出的世界第一台的商用3D打印设备SLA250。同事带回来一张SLA250宣传页,已令他唏嘘不已。

  与材料成型打了半辈子交道的颜永年,发现固有的知识被彻底颠覆,当时在美国做访问学者的他,迫切想一睹这台机器的真容,无奈展览已经结束。

  回国后,颜永年对3D打印念念不忘,相信这是未来制造业的重要趋势。他安排学生开始做分层软件的研究——进行3D打印时,必须先用分层软件将物件的数字三维模型进行均等切分,然后分层输出,分层打印。与此同时,颜永年发出很多封电子邮件,终于在1991年将美国德雷克赛尔大学教授杰克•卡布雷(Jack keverian)邀请到清华大学讲学,随后又到西安交通大学和上海交通大学等多所高校传播“快速制造”的理念和技术。

  中国3D打印研究的序幕由此拉开,像许多科研领域一样,大学和科研院所比企业对技术创新的潮流更为敏感,因而最先启动:清华大学、西安交通大学、华中科技大学与北京隆源自动成型系统有限公司,以技术引进为主,迅速形成了国内“三校一企”的3D打印研究阵营。

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