立体打印机湖北

　　在电脑上完成产品的设计“蓝图”，再按下“打印”键，旁边的机器，就会根据“蓝图”，用激光技术将原材料烧结成各种复杂的工业零部件或产品。华中科技大学材料学院副院长、快速制造中心主任史玉升教授率领的研究团队，让这种神奇的场景变成现实。

　　经过10多年努力，史玉升团队近日成功开发成形空间为1.2米×1.2米的“立体打印机”。据悉，这是目前世界上最大成形空间的快速制造装备，其技术水平国际领先。

　　这么一个科技“大螃蠏”，引来许多专家叫好，但敢用它的企业和个人不多。为何？记者近来进行了深入采访。

　　世界最大“立体打印机”湖北造

　　早在1998年，史玉升团队就开始“粉末材料快速成形技术与设备”的研发，工作原理是先将计算机设计出的复杂产品的三维模型分解成若干层平面数据，然后用激光把金属、陶瓷、塑料、砂等粉末材料按平面数据烧结，形成一个平面形状，再通过层层累积叠加，让产品像植物生长般一次性整体成形。

“立体打印机”及其加工出的零部件

　　华中科技大学材料学院博士蔡道生解释，该设备的外观看起来如柜子，里面却分布着精密的仪器，相当于一个制造车间。我们生产某一物件时，只需要把物件的各种三维数据输入电脑，通过下达生产指令，即按下“打印”键，这个“制造车间”就会根据需要，使用金属、陶瓷、塑料、砂等不同的粉未材料，智动化进行生产。一段时间后，我们打开这个“制造车间”，就可以取出已经成型的产品。“生活中的杯子、碗、桌子、椅子、鼠标、马桶，以及微缩版黄鹤楼等，只要有三维数据，我们都可以通过它来制造。”蔡道生说，只是这种快速制造技术，多应用在航空航天、军工、汽车等重要领域，甚至可以制造传统方式无法加工的奇异结构，如薄壁、微孔等特殊结构制件。

　　据了解，史玉升科研团队，2002年曾开发出工作面为0．5米×0．5米的装备，即幅面在0．5米×0．5米范围内的制件，都可以通过他们研发的快速设备制造，其成果超过了当时代表国际最先进水平的美国3D系统公司；2005年又研制出了工作面达1米×1米的装备，远远超过国外同类装备。

　　近年来，该团队在大型复杂制件整体成形的关键技术方面又获得突破，成功研制出工业级的1．2米×1．2米工作面的快速制造装备。这是世界上最大成形空间的此类装备，使我国在快速制造领域达到世界领先水平。

　　史教授曾被一些老板当“骗子”

　　华中科技大学有关专家称，据国际权威机构预测，快速制造作为一个独立的生产技术，拥有1.3万亿美元的市场。快速制造领域国际权威报告《沃勒斯报告2010》统计显示，全球投入使用的快速制造装备一半来自美国，我国产品销售量仅占全球4.8%。这表明目前国内工业界对快速制造技术的了解尚不够、运用范围和领域也有限，其应用前景还有待进一步开发。

　　几年前，史玉升到山东济南市参加铸造展览会，宣传“不需要模具就能直接制作出蜡模”的“快速制造”技术与设备时，无论他怎么“吆喝”，与会企业就是不买账，有些老板甚至还认为他是个“骗子”。

　　作为一种能够对世界产生深远影响的技术，对该技术和装备的应用，需要有“更多愿意第一个吃螃蟹的人或企业”。因为相关企业的技术改造，要投入不少的资金，技术改造能够产生效益是好事，可难免也有人认为改造不好会担相应责任，所以其深入推广和应用也存在一定困难。

　　史玉升教授介绍，快速制造技术与传统工艺相比具有独特的优越性：

　　一是产品制造过程几乎与零部件的结构复杂性无关，可实现自由制造；二是产品的单价几乎与批量无关，特别适合于新产品的开发和单件小批量零部件的快速制造；三是由于采用非接触加工的方式，没有工具更换和磨损之类的问题，可做到无人值守，无需机械加工方面的专门知识就可操作；四是无切割、噪音、振动以及废水、废料等排放，符合现代绿色制造理念；五是整个生产过程数字化，与CAD模型具有直接的关联，零部件可大可小，所见即所得，可随时修改，随时制造。

　　此外，快速制造技术作为一种新型的数字化添加材料成形技术，对于产品的几何形状并没有约束，极大地拓展设计人员的想象空间，可以说“只要你想得到，我就可以做出来”，“只有想不到，没有做不到”，设计零部件时可以采用最优的结构设计，而无需顾虑加工问题。

　　技术成果正逐渐得到企业认可

　　上世纪90年代，华中科技大学组建了武汉滨湖机电技术产业有限公司，开始快速制造技术与设备的研制。近几年来，相关技术及产品已成功应用到航空航天、军工、汽车等领域，国内外200多家单位纷纷使用其制造高端产品关键零部件，如空心涡轮叶片、涡轮盘、发动机排气管、发动机缸体和缸盖。据不完全统计，现在该技术创造的经济效益已达2.6亿元。“通过多次参加各种交流会，这项成果正逐渐得到企业认可，再加上设备售价仅相当于洋货的1/3左右，产品甚至还出口到了俄罗斯等国家。”史玉升教授说。

　　广西玉柴机器股份有限公司运用该技术生产六缸发动机缸盖，一个星期内可以整体成形出四气门六缸发动机缸盖砂芯。而采用传统的砂型铸造试制方法，仅工装模具的设计制造周期通常需要5个月左右，不仅周期长，而且费用高。

　　2011年，该技术被欧洲空客公司等单位选中，联合承担了欧盟框架七项目，应用快速制造技术为空客和欧洲航天局等单位制作飞机、卫星、航空发动机用大型复杂钛合金零部件的铸造蜡模。其中，一个部件约1米见方，但壁厚仅为3毫米，且具有微细特征结构，利用传统方法难以制造，史玉升团队却按其设计要求，制造出合格的网格结构金属零部件。

[时间：2012-01-16  来源：楚天都市报]