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史玉升:3D打印获国家技术发明二等奖之路

2013-04-11 09:36
龙凰
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  OFweek激光网讯——2012年,3D打印成为科技界的热点。4月,英国著名杂志《经济学人》报道称“3D打印将推动第三次工业革命”。而著名科技杂志《连线》十月刊则将《3D打印机改变世界》作为封面报道。

  3D打印技术在中国兴起于上个世纪八九十年代,那时美国、日本虽然提出这个概念已近十年,但是真正成规模的研发才刚刚起步。

  3D打印也叫增材制造技术或激光快速成型(LRP),原理是将计算机设计出的三维模型分解成若干层平面切片,然后把打印材料按切片图形逐层叠加,最终堆积成完整的物体。主要技术种类:立体光刻(SLA)、选择性激光烧结(SLS)、激光熔覆成形(LCF)等。3D打印优势包括可降低约50%制造费用,缩短加工周期70%,复杂制造并实现设计制造一体化。目前主要应用于产品设计、快速模具制造、铸造、医学等领域,其中消费电子、汽车、医疗分别占20.3%、19.5%和15.1%。目前国内3D打印在材料、设备和应用上仍有难题,成本较高,多用于实验,规模化应用尚需时日。我们测算国内3D打印市场规模上万亿元。

  在电脑上完成产品的设计蓝图,按下“打印”键,激光就能选择性地将原材料烧结成各种物品。各种复杂的工业零件、生活中的锅碗瓢盆……只要有三维数据就都有可能“打印”出来。由华中科技大学研发的“立体打印机”可以将人们的创意梦想变为现实产品。

  这种基于粉末床的激光烧结“立体打印”技术,获得了2011年国家技术发明二等奖,1.2米×1.2米工作面的世界最大“立体打印机”入选两院院士评选的2011年中国十大科技进展。

  想得到做得到

  “只要你想得到,我们就有可能做出来。”材料学院副院长、快速制造中心主任史玉升教授如是说。

  快速制造技术是新型的数字化添加材料成形技术。它可以使零件的设计采用最优的结构,无需顾虑后续加工问题。该技术的出现为航空航天、武器装备、汽车等高端领域结构复杂零件的快速研制带来了福音。

  在该中心,记者看到了外观看起来像柜子,里面却分布着各种精密仪器的“立体打印机”。快速制造中心青年教师蔡道生介绍说,只要把零件的三维数据输入电脑,按下“打印”键。该装备就会使用金属、陶瓷、塑料、砂等不同的粉未材料,自动化进行生产。零件就像植物生长一样整体成形出来。

  只要在电脑上设计出物体的三维图形,无需模具即可整体成形。这也是该装备被称为“立体打印机”的由来。在以往,制作复杂结构的大型制件一般采用分段成形、拼接成整体的方法。不但生产周期长,成本也高,制件连接处的强度也较差。而大型“立体打印机”可以解决上述问题,使生产过程变得简单。

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