中國粉體網訊 3D 打印是一種增材制造的新型工藝方式,它以材料層層堆積的形式加工零部件,提高了材料利用率,節省了模具費用,適用于小批量復雜零件的生產加工。廣泛應用在航空航天、工業制造、生物醫療、藝術修復、影視模型、日常生活消費品設計等各個方面。
從2011年開始,國內3D打印爆發發展。其中,清華大學、北京航空航天大學、華中科技大學、西安交通大學、西北工業大學等高校是國內3D打印技術的重要科研基地。這些最早接觸3D打印的高校研究力量成了如今國內3D打印的領軍人物。(排名不分先后)
1、中國3D打印第一人——清華大學顏永年
顏永年,1938年生,清華大學教授,博士生導師。被業界譽為“中國3D打印第一人”,曾獲得國家技術進步二等獎3項、三等獎2項,國家科技部科技創新創業獎。著編書9冊,發表論文260余篇,在重型裝備、3D打印和生物制造領域科研成果卓著。
顏永年教授是國內最早從事三維打印技術研發的專家之一,其帶領的團隊在熔融擠壓成形技術、分層實體成形技術、無木模成形技術、電子束選區燒結技術、激光選區熔化成形技術等多項三維打印技術的工藝、設備、控制、軟件平臺等方面都有深入研究。顏永年教授曾作為總設計師完成了5臺套世界級的我國重裝行業和國防上急需的重型液壓機設計,包括:中國最大的換熱器板片成形壓機——4萬噸板料成型壓機(廣州)、世界最大的重型厚壁鋼管垂直擠壓機——3.6萬噸垂直鋼管擠壓機(包頭)、我國最大的精密航空模鍛液壓機——4萬噸航空精密模鍛壓機(西安)、遠東地區最大的具有擠壓功能的模鍛液壓機——3萬噸核電精密模鍛壓機(昆山)。
顏教授認為,3D打印應用的價值有三個方面:第一是將創業產業、教育產業和網絡聯系起來;第二是生物制造產業,3D打印能實現二維到三維的轉變,在醫學方面價值很大;第三是裝備制造產業,3D打印可以完成個性化的生產制造,在工業化應用和民用方面都有很大的應用空間。
2、中國3D打印之父——西安交通大學盧秉恒
西安交通大學教授盧秉恒,被視為國內3D打印業的另一先驅人物。盧秉恒教授現為中國工程院院士,西安交通大學教授,博士生導師,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。開發了國際首創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,發明了農業節水滴灌器抗堵結構及其一體化開發方法。
圖片來源:人民視頻
盧秉恒教授先后主持“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,發表論文300余篇,獲發明專利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,國家技術發明二等獎1項。
“年輕時我就夢想科技報國,現在趕上了國家發展的好機會,想盡力為國家多做些事情。”年逾七旬的盧秉恒院士依然奮戰在科研第一線。
3、金屬3D打印引路人——北京航空航天大學王華明
王華明教授現任北京航空航天大學教授、大型金屬構件增材制造國家工程實驗室主任、國防科技工業激光增材制造技術研究應用中心主任,兼任中國機械工程學會增材制造分會副主任委員。
王華明教授長期從事大型金屬構件增材制造和表面工程技術研究,帶領團隊突破鈦合金、超高強度鋼等高性能難加工金屬大型復雜關鍵構件激光增材制造工藝、成套裝備和工程應用關鍵技術,開拓機械裝備嚴酷環境關鍵摩擦副零部件激光熔覆多元金屬硅化物高溫耐蝕耐磨特種涂層新領域,成果在飛機、火箭、導彈、衛星、航空發動機、燃氣輪機等關鍵裝備研制和生產中實現工程應用。發表SCI收錄論文200余篇,獲“國家技術發明一等獎”1項、部級科技一等獎3項。曾獲全國五一勞動獎章、航空報國金獎一等獎、何梁何利科技進步獎、國防科技工業杰出人才獎等榮譽。
“瞄準前沿問題、立足國家重大的戰略需求做科研。”這是王華明教授及其團隊多年來不懈努力的方向,也是他們未來持續發展的動力目標。
4、世界3D打印行業突出貢獻人物——華中科技大學史玉升
史玉升,1962年生,華中科技大學華中學者領軍崗特聘教授。現任華中科技大學材料學院黨委書記,數字化材料加工技術與裝備國家地方聯合工程實驗室(湖北)主任,國防科技創新特區主題專家組首席科學家,中國增材制造產業聯盟專家委員會委員,中國機械工程學會增材制造分會副主任委員,世界3D打印聯盟副理事長、湖北省3D打印聯盟理事長等職務。
史玉升教授團隊從1991年開始進行增材制造的研發工作,目前形成了增材制造設計、材料、工藝、裝備、測量、應用的成套關鍵技術,開發出全球最大的3D打印機。史玉升教授獲國家科技進步二等獎2項、國家技術發明二等獎1項、省部一等獎5項,相關研究成果入選中國十大科技進展、中國智能制造十大科技進展,并入選教育部和湖北省創新團隊。2021年在《MaterialsToday》(IF=31.041)上發表論文,對超材料的增材制造技術與發展趨勢進行論述,為超材料在工程機械、航空航海和生物醫療等領域的應用提供了思路,
“現在,我們陶瓷激光燒結3D打印裝備的最大臺面已經做到了1.7米,可以整體成形最大尺寸為1.6米多的陶瓷零件,我們正在討論最大臺面為5米的陶瓷激光燒結3D打印裝備的設計方案。等我們把5米臺面裝備做出來后,就嘗試做10米的。”史玉升滿懷信心地說道。
5、3D打印“產學研合作”的推動者——西北工業大學黃衛東
黃衛東教授,西北工業大學教授,博士生導師,西安鉑力特公司終身首席科學家,國家杰出青年科學基金獲得者,教育部“長江學者”特聘教授。主要從事凝固理論、激光快速成形與修復、精密鑄造等方向研究。主持國家杰出青年科學基金、“863”、“973”等重大科研項目20余項,發表學術論文300余篇,出版專著2部,至今已獲授權激光立體成形的材料、工藝和裝備相關的國家發明和實用新型專利12項。國家科技部3D打印專家組首席專家,中國機械工程學會增材制造分會副理事長,3D打印領域世界首本國際雜志《3D Printing and Additive Manufacturing》編委。
黃衛東教授所帶領的團隊西北工業大學凝固技術國家重點實驗室,是我國3D打印技術研發最出色的單位之一,主要研發“激光立體成形”3D打印技術。該技術通過激光融化金屬粉末,幾乎可以“打印”任何形狀的產品。其最大的特點是,使用的材料為金屬,“打印”的產品具有極高的力學性能,能滿足多種用途。
黃衛東教授曾經在一次學術報告中分析了3D打印的世界格局與中國的機會,他表示3D打印的世界格局——美國具有全球性的壓倒優勢,中國總體上處于世界先進水平。美國擁有絕大部分主流3D打印技術的原創專利,中國從2017年起3D打印專利數量超過全球其他國家的總和;美國和德國平分3D打印裝備的世界頂尖品牌,中國初露頭角;美國3D打印產業應用占世界三分之一強,中國處于世界第二,占美國的三分之一弱,但發展速度世界最快。另外,中國擁有發展3D打印技術與產業的巨大機會——巨大的產業需求,聚集全球優秀人才的絕佳機會,處于國家戰略的核心。3D打印將助力大學“雙一流”建設。
參考來源:中國粉體網、中國經濟網、北京航空航天大學寧波創新研究院、科技中國、高分子科學前沿、華中科技大學、航空制造技術、考研幫、上海交通大學等。
(中國粉體網編輯整理/星耀)
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