中國粉體網訊  6月17日,，神舟十二號載人飛船發(fā)射成功，航天員聶海勝,、劉伯明,、湯洪波先后進入天和核心艙，標志著中國人首次進入自己的空間站,。這是航天史上里程碑式的大事件,！很多國家都對中國航天事業(yè)取得的巨大成功贊嘆不已。

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在今年航空工程中,，還有一項重大突破值得關注：國家增材制造創(chuàng)新中心,、西安交通大學盧秉恒院士團隊利用3D打印技術，制造完成了世界上首件10m級高強鋁合金重型運載火箭連接環(huán)樣件,。該樣件利用電弧熔絲增減材一體化制造技術,，在整體制造的工藝穩(wěn)定性、精度控制及變形與應力調控等方面均實現重大技術突破,。

3D打印又被稱為“增材制造”,，目前在汽車、航空航天,、生物醫(yī)療,、建筑等眾多領域有所應用。

專家履歷|中國3D打印之父——盧秉恒

說到3D打印,，不得不提到一個人,，他是中國工程院院士,、西安交通大學教授，也是在工廠一線工作過十余載的熟練工,；他是我國增材制造技術的奠基人,，他就是中國3D打印之父——盧秉恒。

盧秉恒,，機械工程專家,。安徽省亳州市人。1967年畢業(yè)于合肥工業(yè)大學機械制造工藝與設備專業(yè),，1986年獲西安交通大學機械制造與自動化專業(yè)博士學位�,，F任西安交通大學機械工程學院院長、教授,、博士生導師,。兼任國務院學位委員會機械學科評議組召集人、國家自然科學基金咨詢委員,、中國機械工程學會副理事長,，中國機械制造工藝協(xié)會副理事長等。

長期致力于先進制造技術的研究,，主要開展了增材制造,、生物制造、微納制造與電子制造裝備等方面的科研和教學工作,。開發(fā)了國際首創(chuàng)的紫外光快速成型機及具有國際先進水平的機,、光、電一體化快速制造設備和一系列快速模具制造技術,，發(fā)明了農業(yè)節(jié)水滴灌器抗堵結構及其一體化開發(fā)方法,。先后主持“九•五”、“十•五”國家重點科技攻關項目及國家自然科學基金,、973課題等重大重點項目20余項,，發(fā)表論文300余篇，獲發(fā)明專利30余項,，實用新型專利3項,。2001年榮獲全國五一勞動獎章、“九五”國家重點攻關計劃突出貢獻者稱譽,。榮獲蔣氏科技成就獎1項,，教育部科學技術進步一等獎1項，國家科學技術進步二等獎1項,，陜西省科學技術一等獎1項,，國家技術發(fā)明二等獎1項。2005年當選為中國工程院院士。

院士風采|從工人到院士,，盧秉恒與3D打印的故事

航天夢從小就在盧秉恒的心中埋下了種子,，但不曾想到的是，他的航天路從工人開始,，完成了到院士的“破壁”,。

大學畢業(yè)后的盧秉恒被分配到一間工廠做車床工人，改革開放之初,，盧秉恒已是兩個孩子的父親,，他頂著生活的壓力，考取了西安交通大學研究生,，師從顧崇銜教授,，直到博士畢業(yè)。人生新篇章就此打開,。

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博士畢業(yè)后,，盧秉恒作為訪問學者前往國外交流學習，在參觀一家汽車企業(yè)的時候,，一臺設備引起了他的注意,。“那是一臺3D打印設備,，只需要將CAD模型輸進去就可以把原型做出來，這在中國沒見到,，我感到很新奇,。”盧秉恒當即決定將自己的研究方向轉向這個新興領域,，他認為這是發(fā)展我國制造業(yè)的一個好契機,。

回國后，起初盧秉恒想引進這種機器,，然而價格昂貴,，光是一個激光器就需要十幾萬美元。由于資金緊缺,，他不得不打消這個念頭,。面對“技術+資金”的雙壁壘，盧秉恒決心靠自己的力量“破壁”,，從頭開始研發(fā)這項技術,。

起初不知道技術的工作原理，他就自己一步一步通過實踐探索出來,；買不起昂貴的零件和原材料,，就聯合其它科技工作者自己花小成本制作出來。終于，在他和團隊的共同努力下,，不僅制造出來了原型機,，還獲得了科技部的資助，自此盧秉恒順利開展了增材制造技術的探索,，并且讓這項技術在中國的土地上“生根發(fā)芽”,。

盧秉恒談金屬3D打印

在“2018中國增材制造產業(yè)高峰論壇”上，中國工程院院士盧秉恒以“我國增材制造技術發(fā)展趨勢及應用”為主題發(fā)表了演講,，詳細闡述了我國增材制造技術的應用方向及未來發(fā)展趨勢,，同時指出了中國增材制造技術發(fā)展中面臨的挑戰(zhàn)。

在談到3D打印時,，盧秉恒院士表示,，在金屬3D打印中一個最重要的問題是怎么樣能夠使結構件強度提高，這里面有很重要的問題需要進行研究,。無論是鑄造還是鍛壓,，人們都一直在研究凝固學理論，但是鑄造和焊接中熔池規(guī)模比較大,，所以在宏觀的體積內來進行冷卻和凝固,。在3D打印中無論是激光束還是電子束，它的熔池比較小,，所以從理論分析,，小的熔池產生的缺陷肯定要小得多，所以材料結構的強度能夠得到提高,。但是怎么樣控制它的一些晶粒的生長,。冷卻速度影響晶粒的大小，影響了結構強度,。金屬材料的3D打印是一個在強非平衡態(tài)凝固學理論,，但可惜現在還沒有能夠完全弄清楚這一科學問題。對增材制造件的應力分析還處于實驗階段,，還不能形成很好的理論來指導這一過程,。

最近幾年增材制造一些創(chuàng)新不斷涌現，像面曝光的技術,，用光固化的原理,，材料像拉拔一樣快速成形，這樣使效率提高了50倍到100倍,。像金屬打印,，用一體液態(tài)金屬打印的概念也出來了，實際上是用光固化的材料加上金屬粉末,，也可以把陶瓷粉末用于這個辦法進行打印,。打印過以后需要進行脫脂、燒結。所以3D是一個嶄新的概念,，但是在這個嶄新的概念中可以把傳統(tǒng)的制造技術進行融合,，來產生一些新的創(chuàng)新技術。

提前10年實現增材制造目標

自1993年以來,，盧院士在國內率先開拓“光固化快速成型制造系統(tǒng)”研究,，開發(fā)出了具有國際先進水平的機光電一體化快速制造設備及專用材料，形成了一套國內領先的“產品快速開發(fā)系統(tǒng)”,。

其中5種設備,、3類材料已經形成產業(yè)化生產，國產化率由0%提高到80%-90%,，且有些技術及參數與國外相比,，具有突破性。目前我國自主研發(fā)的3D打印設備與技術,，多應用于航空航天,、醫(yī)療等行業(yè)，如航空發(fā)動機的機匣,、飛機發(fā)動機的一部分零件,、火箭的推進器的燃料儲箱等。盧秉恒院士團隊將投入下一代火箭,，9米多的運載火箭連接環(huán)的研發(fā),。

相比國外，我國3D打印研究起步并不晚,，在航空航天和醫(yī)療領域的3D打印技術應用上,，我國還走在世界前列。但產業(yè)發(fā)展太慢,、企業(yè)規(guī)模不足,，和國外相比仍然有不小的差距,。盧秉恒說,，“我們有信心在‘中國制造2025’計劃中，提前10年實現以3D打印為代表的增材制造目標,，與美國并駕齊驅”,！

做一流學問，創(chuàng)頂尖技術,。盧秉恒研究的3D打印技術實現了產品的快速開發(fā),，創(chuàng)新了產品的結構設計，節(jié)省了大量時間和人力,。隨著生產技術的突破,，3D打印將繼續(xù)在航空航天、醫(yī)療等多個領域發(fā)揮力量。

參考來源：中國工程院院士館,、慧聰塑料網,、前沿觀察、ITES深圳工業(yè)展,、前沿材料,。

（中國粉體網編輯整理/星耀）

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