3D打印的現(xiàn)狀（轉(zhuǎn)發(fā)）

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2012年當(dāng)資本市場刮起一股3D打印旋風(fēng)的時候我才第一次聽說“3D打印”這個詞，一查資料才知道所謂的3D打印就是我所熟知的激光立體成形或激光直接制造。2012年年底中科院組織召開了3D打印技術(shù)研討會，了解各研究所在3D打印方面的研究情況，雖然我們課題組的研究工作只是沾了點(diǎn)邊，但聽說卻是全院最靠近3D打印的。2013年1月18日北航王華明教授以鈦合金大型復(fù)雜整體構(gòu)件激光立體成形技術(shù)研究的成就榮獲國家技術(shù)發(fā)明一等獎，標(biāo)志著中國3D打印技術(shù)在大型金屬結(jié)構(gòu)件直接制造方面已經(jīng)取得重大技術(shù)突破，并且已經(jīng)得到了國家層面的認(rèn)可,然而作為國家級研究機(jī)構(gòu)，中科院在這個領(lǐng)域卻基本沒有什么大的作為。

   激光3D打印技術(shù)集成了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造、粉末冶金、激光加工等多項(xiàng)技術(shù)。基本原理是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)生成三維實(shí)體模型，高功率激光產(chǎn)生熔池，粉末被送入到熔池中凝固形成沉積層，在計(jì)算機(jī)控制下激光束和加工工作臺按預(yù)設(shè)方式運(yùn)動，層層堆積熔鑄形成立體部件。通過選擇合適的激光加工工藝窗口，可以對成形組織進(jìn)行選擇和控制，最終獲得優(yōu)于鍛件的力學(xué)性能。激光3D打印技術(shù)可以用于工模具制造與修復(fù)、渦輪葉片修復(fù)、工件的快速原型制造。
        
                3D打印裝置示意圖                  渦輪葉片3D打印
                     
                             從3D打印毛坯到金屬零件


   激光3D打印技術(shù)的基礎(chǔ)是激光熔覆技術(shù)，在國內(nèi)中科院金屬所、北航、西工大這幾家單位可以說是國內(nèi)最早開展激光熔覆技術(shù)研究的單位，也最有條件占得先機(jī)開展激光3D打印技術(shù)研究。先說說中科院金屬所的情況，上世紀(jì)90年代初，我國在研的某型航空發(fā)動機(jī)驗(yàn)證機(jī)高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片葉尖被磨短近1.5mm，嚴(yán)重影響了發(fā)動機(jī)的試車考核。為解決這一問題，中科院金屬所發(fā)展了航空葉片激光表面仿形熔鑄接長修復(fù)技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)了葉片接長修復(fù)，使發(fā)動機(jī)性能試車考核一次性通過，確保了國家十號工程的順利立項(xiàng)，獲得了時任航空航天部長的親筆致信表彰，該成果也獲得了1995年國家科技進(jìn)步三等獎。當(dāng)年的激光仿形熔鑄接長技術(shù)可以說是現(xiàn)代激光3D打印技術(shù)的雛形，后來金屬所也試圖發(fā)展激光3D打印技術(shù)，但由于種種原因，一直未能建立起真正的激光3D打印設(shè)備平臺，研究工作也處于擱置狀態(tài)。而北航和西工大多年來一直堅(jiān)持發(fā)展大型金屬構(gòu)件的激光3D打印技術(shù)，據(jù)說目前已經(jīng)成功地應(yīng)用于大型飛機(jī)構(gòu)件的直接制造。2011年以北航王華明教授團(tuán)隊(duì)為主成立的中航天地激光公司，專門從事激光3D打印制造應(yīng)用生產(chǎn)，而近日王華明教授獲得了國家技術(shù)發(fā)明一等獎，這一系列事實(shí)足以證明中國高校在3D打印研究與應(yīng)用方面已經(jīng)取得了很大的成就。
     不得不承認(rèn)在激光3D打印技術(shù)研究方面我們中科院已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于北航、西工大等國內(nèi)知名高校了，那么背后深層次的原因到底是什么呢？我想除了和學(xué)術(shù)帶頭人的方向把握和重視程度有關(guān)以外，更重要的是和中科院目前廣泛實(shí)行的課題組獨(dú)立核算制及科研設(shè)備平臺建設(shè)管理有關(guān)。課題組獨(dú)立核算，為了生存，不可能拿出太多的錢來買設(shè)備，再說國家科研項(xiàng)目預(yù)算也不允許買大型設(shè)備。目前我們所公用的設(shè)備如掃描電鏡、透射電鏡的購置費(fèi)用一般都是由所公共財(cái)政承擔(dān)的，而非公用的設(shè)備如激光加工器、等離子噴涂設(shè)備的購置費(fèi)用一般都是由課題組自己承擔(dān)，試問一臺動輒數(shù)百萬元的設(shè)備有幾個課題組能夠承擔(dān)得起？當(dāng)然理論上對有些大型的科研設(shè)備是可以申請中科院公共資金支持的，但對一個普通的課題組又談何容易？比如說，雖然我們所從事高溫防護(hù)涂層研究的人很多，不乏研究部主任等重量級人物，但多年來卻一直沒有電子束-物理氣相沉積這個先進(jìn)的高溫合金熱障涂層制備設(shè)備（最近才買，還沒安裝），而國內(nèi)從事同類研究的哈工大、北航早都有了。沒有好的科研設(shè)備，怎么取得好的研究結(jié)果呢？


本文引用地址：http://blog.sciencenet.cn/blog-697269-657104.html

baikenor

外國能做到什么樣？   咱們和他們各自的優(yōu)勢有那些？   大俠能給科普下嗎？

老電工

看來有的問題不能靠包產(chǎn)到戶來解決。呵呵。

比特工具

baikenor 發(fā)表于 2013-1-28 13:30
外國能做到什么樣？   咱們和他們各自的優(yōu)勢有那些？   大俠能給科普下嗎？

[謙虛]我只是轉(zhuǎn)發(fā)這篇文章。如果要深究您可得自己去檢索了。{:soso_e183:}

tsar1987

baikenor 發(fā)表于 2013-1-28 13:30
外國能做到什么樣？   咱們和他們各自的優(yōu)勢有那些？   大俠能給科普下嗎？

看過視頻，美國能用3D做人工腎~
個人認(rèn)為，3D打印也只適合小批量非標(biāo)產(chǎn)品，批量的從效率和成本方面考慮夠不上~

tsar1987

物理氣相沉積
PVD，大連理工大學(xué)的三束實(shí)驗(yàn)室也行
現(xiàn)主要用于刀具涂層，模具涂層，藝術(shù)品裝飾品涂層。
但是現(xiàn)在高端設(shè)備都是瑞士、德國、日本的。國內(nèi)的真空爐經(jīng)常出問題，靶材也是國外的才好。

baikenor

tsar1987 發(fā)表于 2013-1-28 15:08
物理氣相沉積
PVD，大連理工大學(xué)的三束實(shí)驗(yàn)室也行
現(xiàn)主要用于刀具涂層，模具涂層，藝術(shù)品裝飾品涂層。

哦  這個還是外國的強(qiáng)啊！

liushaobo1989

一個前景！