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卢秉恒院士将激光3D打印带入青岛

2013-02-28 00:04
Hsiao Chen
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  近日,记者从胶州市科技局了解到,西安交通大学青岛研究院项目顺利签约,落户胶州滨海新区。先期进驻的主要有机械学部、电气学部、材料学部和能源与动力学部,各学部带来多项已相对成熟的和正在试验阶段的科研项目,这些科研成果或将优先应用于胶州,促进高端制造业的发展。其中,机械学部带来的“3D打印”技术,能在短时间内“打印”造型复杂的个性化产品,甚至能“打印”出飞机。

  “3D打印”材料复杂

  在引进的科研课题中,最引人注目的是机械学部依托中国工程院院士卢秉恒主持的快速成型制造项目,俗称“3D 打印”。该技术即运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过一层又一层的叠加,最终直接“打印”出产品,实现“数字化制造”。

  在最近春节期间热播的电影《十二生肖》中,就用到了该技术。成龙饰演的角色戴一副扫描手套,把兽首摸了一遍,将数据传进电脑,机器依据数据模型很快造出一模一样的仿品。从电影中看到,两支机器手将兽首的粉末状材料层层叠加,这就是“3D打印”。

  之所以使用“打印”一词,因其原理与传统打印机相似,都通过电脑操作完成,依图样复制。但本质不同,传统打印机的原料是墨粉,而3D 打印机则需要一个庞大的材料系统,根据产品需要而配备各种材料,包括光敏树脂、塑料、尼龙,甚至是金属。打印过程中,两层之间要用胶水固化黏结。

  制造飞机更稳固

  卢秉恒院士表示,3D打印具有制造周期短,适合单件个性化需求等特点,在制造大型薄壁件、蜂窝状复杂结构部件、钛合金等难加工、易热成形零件方面具有较大优势。由于3D打印技术不需要生产线,使得生产成本大大降低、生产周期也得以缩短,同时在很大程度上减少了材料废弃。

  以飞机制造为例,传统飞机制造切削加工要去除95% 以上的材料,3D打印技术则利用金属粉末只打印必需的部分,不浪费一点儿金属,节省了原材料。与传统制造方法相比,3D 打印制造出的零件更轻,能够实现结构、型面复杂多样,并且都是自然无缝连接,结构之间的稳固性和连接强度要远远高于传统方法。2011年8月,英国南安普敦大学的工程师设计并试飞了世界上第一架“打印”出来的飞机。这架飞机的外壳是由一款专门打印尼龙材质的3D 激光打印机一层层地叠印而成的,相当轻便。鉴于其飞行时速达100公里,其质地紧密程度确实超乎人们的想象。

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