盧秉恒院士：要在太空中建起“3D打印工廠”

來源：陜西廣播電視臺

3D打印技術被稱為制造業(yè)的后起之秀,，在航空航天,、精準醫(yī)療等前沿領域,，具有著無可替代的應用,，西安交通大學的盧秉恒院士被稱為“中國3D打印之父”,，從工廠一線的熟練工到大學教授,，再到中國3D打印領域院士,，歷經20多年，他帶領團隊破壁前行,，讓3D打印技術在中國實現(xiàn)從無到有,，并在太空中首次實現(xiàn)3D打印實驗。

雖然已經快到耄耋之年,，但盧秉恒依然奮斗不止,，1987年盧秉恒博士畢業(yè)，當時他的研究方向是機械的減震問題,，應用領域從一般的機械工業(yè)到汽車制造甚至是尖端的航空航天,，前景廣闊。1992年訪美期間,，盧秉恒第一次看到了3D打印技術,，在汽車制造業(yè)中的應用,，這讓他在近50歲時改變研究領域，走上3D打印之路,，支撐他的勇氣,，正是3D打印技術的顛覆和神奇之處。盧秉恒說道：“每逢傳統(tǒng)技術制造起來困難的一些任務,，我們用3D打印來完成,，這都是我心里感到非常高興的時刻，非常榮耀的時刻,�,！�

這個是盧院士這兩天的行程，從早到晚幾乎沒有空閑的時間,，已經78歲高齡的他行程非常的緊湊而且忙碌,，趁著他這會稍微有一點空閑的時間，我們來到國家增材制造創(chuàng)新中心拜訪他,。

這是一個蜂窩立方體,，適用于航空航天、汽車制造等領域的減重結構,，它類似面筋孔洞多結構復雜,，如果要用傳統(tǒng)工藝來制造的話往往需要耗時二十幾天程序，要多達二十幾道工序,。在有了3D打印技術之后,，只需要耗時十幾個小時，一道工序就可以完成,。

這個金絲鎧甲如果使用傳統(tǒng)工藝來制造,，需要一個環(huán)一個環(huán)的編織，且小環(huán)留有接口易受力容易破裂,，強度不夠,，有了3D打印技術一體成型就完美的解決了這些難題。

細小的零件可以打印矩形殼體也不在話下,，這是一個火箭的儲油罐,，這些是一體成型車身。3D打印在形狀上沒有天花板,，只有想不到,，沒有打不了。萬事開頭難,，盧秉恒在起步研究3D打印技術時,，面臨沒有經費，沒有材料技術封鎖等問題，但他堅信國家需要這項技術,，再多的困難都能克服,。“這個是我們從95年就開始研發(fā)的,，得到科技部重點公關項目的支持,，98年就拿到第一個訂單，實際上這個遇到的技術問題還是很多的,，第一個是軟件也沒見過,，也沒什么參考的。第二個,，就是這個材料,，材料跟激光的功率怎么樣匹配，這個怎么樣防止變形,，非常自豪我們的能力實現(xiàn)了國產化,，在全國普及了，而且不用國外進口的東西了,�,！�

盧秉恒并非畢業(yè)就踏入三尺講臺，投身科研,，而是進入河南三門峽中原量儀廠,，工作了十多年，從車工到技術員再到廠長,，手上厚厚的老繭,，還積淀著那段來自基層的記憶�,！案闪宋迥臧胲嚬�,，整天摸著鋼鐵,，手上就有老繭,。科技部就是來考察我們能不能上這個項目,，他跟我握手,，當時沒告訴我，這是十年后我把這事情干得很成功了,，他見了我說當時別的院校也有做這個技術的,，結果我們當時跟你一握手，我覺得手上有老繭,，這個人能干這個實際的事,，把這個科技交給我了”

2020年5月5號，長征五號b運載火箭搭載的連續(xù)纖維增強復合材料，太空3D打印裝備讓我國首次進行了太空3D打印實驗,，這也是國際上第一次在太空中開展連續(xù)纖維復合材料的3D打印實驗,，此次在試驗船上搭載了一臺我國自主研制的復合材料空間3D打印系統(tǒng)�,？蒲腥藛T將這臺3D打印機安裝在了試驗船返回艙之中,，飛行期間
該系統(tǒng)自主完成了連續(xù)纖維增強復合材料的樣件打印，并驗證了微重力環(huán)境下復合材料3D打印的科學實驗目標,。

最重要的就是航空航天,，航空航天是個技術復雜的產品，傳統(tǒng)制造很難制造,，航空航天在制造中95%以上的材料被切除掉了,，變成廢品了，這都是很昂貴的材料,，而3D打印是哪需要材料就把材料堆積在哪里,，所以在材料節(jié)約方面有獨特的優(yōu)勢�,！斑@個是我們?yōu)楹教觳块T打印的一個燃料儲箱,，像這么一個封閉的一個罐，用傳統(tǒng)制造是很難制造出來的,，它必須把它分成兩半,，然后再焊接起來那么去制造，但是我們這個3D打印是整體制造的,，已經完成了火箭的發(fā)射,。”

“這個是下一代準備到火星上去的連接環(huán),，一個空間站的東西壞了怎么辦,，那我們也就必須做一個在太空中能打印的太空工作站，需要什么臨時就打印了,，尤其是在太空中打印吧,，我們用小的設備可以打印很大的東西，沒有重量了,，下面不要支撐了啊,，所以不像我們在地上打印這么大，環(huán)這個設備也得那么大,，那在太空一個小的設備就可以打無限長的東西,，所以我們開發(fā)這個小的設備，一道工序就解決問題了,�,！�

不僅是航空航天領域，3D打印技術正在成為諸多領域科技創(chuàng)新的加速器，為了讓3D打印家向各個制造業(yè)領域深入應用,，盧秉恒經常與從各領域前來的學術專家一起探討,，在卡脖子問題上尋求突破�,！耙驗樵诠こ淘鹤鲂┻@個咨詢研究,，接觸的其他領域都很多知識的綜合，多學科的交叉使自己在科學創(chuàng)新思維上面更寬了,，這個覺得這個源泉好像更豐富了,。
”如今盧秉恒在3D打印技術的基礎上還正在進一步攻關，基于智能材料的4D打印和生物制造打印技術,�,！�4D打印就是一種智能材料，這個材料在不同的環(huán)境下,，不同的這個溫度,、不同的電磁場，這些它就會改變它的形狀,，形狀的變化叫4D打印,。5D打印，這個名詞是我提出來的還有一個更重要的功能的改變,，就是體現(xiàn)在我們這個生物制造和器官再創(chuàng),。制造出來是一個死的東西，但是我要植入一定的生物化學的環(huán)境,，植入人體這么一個環(huán)境,，它就可以生長出自己的骨細胞，成為自己的器官的活體,，所以功能為這是更重要的一位,，也無敵大業(yè)，你看這邊這都是打印的脊椎骨,，這叫假體,，這是鈦合金，你看這個也是一個人的這個頜面骨缺失了,，根據(jù)CT做出這一個件,。然后就安裝在身上,，這個就面部就恢復了,，進一步的以后就是用這個活性細胞生長因子來進行打印，打印就做出活體的器官�,，F(xiàn)在有打印出這個能夠跳動的心臟,，也有打印出這個別的器官的。”

“我覺得這個人的一生,，你生下來干什么,，就是為社會做貢獻的，能做一步就是一步啊,。3D打印可以是整個制造業(yè)創(chuàng)新的一種源泉,，是一個促進創(chuàng)新的一個最有力的武器，怎么樣能更好地發(fā)展3D打印技術,，能夠把它能更好地應入到我們國家各個領域中去,，這是一種責任的擔當，所以也停不下來腳步,�,！�