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(tái)

3D打印技術(shù)被稱為制造業(yè)的后起之秀，在航空航天,、精準(zhǔn)醫(yī)療等前沿領(lǐng)域,，具有著無可替代的應(yīng)用，西安交通大學(xué)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(xué)教授,，再到中國3D打印領(lǐng)域院士，歷經(jīng)20多年,，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)破壁前行,，讓3D打印技術(shù)在中國實(shí)現(xiàn)從無到有，并在太空中首次實(shí)現(xiàn)3D打印實(shí)驗(yàn),。

雖然已經(jīng)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(dāng)時(shí)他的研究方向是機(jī)械的減震問題,，應(yīng)用領(lǐng)域從一般的機(jī)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(shù)，在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用,，這讓他在近50歲時(shí)改變研究領(lǐng)域,，走上3D打印之路，支撐他的勇氣,，正是3D打印技術(shù)的顛覆和神奇之處,。盧秉恒說道：“每逢傳統(tǒng)技術(shù)制造起來困難的一些任務(wù),，我們用3D打印來完成，這都是我心里感到非常高興的時(shí)刻,，非常榮耀的時(shí)刻,。”

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

這是一個(gè)蜂窩立方體，適用于航空航天,、汽車制造等領(lǐng)域的減重結(jié)構(gòu),，它類似面筋孔洞多結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如果要用傳統(tǒng)工藝來制造的話往往需要耗時(shí)二十幾天程序,，要多達(dá)二十幾道工序,。在有了3D打印技術(shù)之后，只需要耗時(shí)十幾個(gè)小時(shí),，一道工序就可以完成,。

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

細(xì)小的零件可以打印矩形殼體也不在話下,，這是一個(gè)火箭的儲(chǔ)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(shù)時(shí)，面臨沒有經(jīng)費(fèi),，沒有材料技術(shù)封鎖等問題,，但他堅(jiān)信國家需要這項(xiàng)技術(shù)，再多的困難都能克服,�,！斑@個(gè)是我們從95年就開始研發(fā)的，得到科技部重點(diǎn)公關(guān)項(xiàng)目的支持,，98年就拿到第一個(gè)訂單,，實(shí)際上這個(gè)遇到的技術(shù)問題還是很多的,，第一個(gè)是軟件也沒見過，也沒什么參考的,。第二個(gè),，就是這個(gè)材料，材料跟激光的功率怎么樣匹配,，這個(gè)怎么樣防止變形,，非常自豪我們的能力實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化,，在全國普及了,，而且不用國外進(jìn)口的東西了�,！�

盧秉恒并非畢業(yè)就踏入三尺講臺(tái),，投身科研，而是進(jìn)入河南三門峽中原量儀廠,，工作了十多年,，從車工到技術(shù)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,。“干了五年半車工,，整天摸著鋼鐵,，手上就有老繭�,？萍疾烤褪莵砜疾煳覀兡懿荒苌线@個(gè)項(xiàng)目,，他跟我握手，當(dāng)時(shí)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(dāng)時(shí)別的院校也有做這個(gè)技術(shù)的，結(jié)果我們當(dāng)時(shí)跟你一握手,，我覺得手上有老繭,，這個(gè)人能干這個(gè)實(shí)際的事，把這個(gè)科技交給我了”

2020年5月5號(hào),，長征五號(hào)b運(yùn)載火箭搭載的連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料,，太空3D打印裝備讓我國首次進(jìn)行了太空3D打印實(shí)驗(yàn)，這也是國際上第一次在太空中開展連續(xù)纖維復(fù)合材料的3D打印實(shí)驗(yàn),，此次在試驗(yàn)船上搭載了一臺(tái)我國自主研制的復(fù)合材料空間3D打印系統(tǒng),。科研人員將這臺(tái)3D打印機(jī)安裝在了試驗(yàn)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(qiáng)復(fù)合材料的樣件打印,，并驗(yàn)證了微重力環(huán)境下復(fù)合材料3D打印的科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo),。

最重要的就是航空航天，航空航天是個(gè)技術(shù)復(fù)雜的產(chǎn)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(dú)特的優(yōu)勢(shì),�,！斑@個(gè)是我們?yōu)楹教觳块T打印的一個(gè)燃料儲(chǔ)箱，像這么一個(gè)封閉的一個(gè)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(gè)3D打印是整體制造的,，已經(jīng)完成了火箭的發(fā)射�,！�

“這個(gè)是下一代準(zhǔn)備到火星上去的連接環(huán),，一個(gè)空間站的東西壞了怎么辦，那我們也就必須做一個(gè)在太空中能打印的太空工作站,，需要什么臨時(shí)就打印了,，尤其是在太空中打印吧，我們用小的設(shè)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?cè)诘厣洗蛴∵@么大,，環(huán)這個(gè)設(shè)備也得那么大,，那在太空一個(gè)小的設(shè)備就可以打無限長的東西，所以我們開發(fā)這個(gè)小的設(shè)備,，一道工序就解決問題了,。”

不僅是航空航天領(lǐng)域,，3D打印技術(shù)正在成為諸多領(lǐng)域科技創(chuàng)新的加速器,，為了讓3D打印家向各個(gè)制造業(yè)領(lǐng)域深入應(yīng)用，盧秉恒經(jīng)常與從各領(lǐng)域前來的學(xué)術(shù)專家一起探討,，在卡脖子問題上尋求突破,。“因?yàn)樵诠こ淘鹤鲂┻@個(gè)咨詢研究,，接觸的其他領(lǐng)域都很多知識(shí)的綜合,，多學(xué)科的交叉使自己在科學(xué)創(chuàng)新思維上面更寬了,，這個(gè)覺得這個(gè)源泉好像更豐富了。
”如今盧秉恒在3D打印技術(shù)的基礎(chǔ)上還正在進(jìn)一步攻關(guān),，基于智能材料的4D打印和生物制造打印技術(shù),。“4D打印就是一種智能材料,，這個(gè)材料在不同的環(huán)境下,，不同的這個(gè)溫度、不同的電磁場(chǎng),，這些它就會(huì)改變它的形狀,，形狀的變化叫4D打印。5D打印,，這個(gè)名詞是我提出來的還有一個(gè)更重要的功能的改變,，就是體現(xiàn)在我們這個(gè)生物制造和器官再創(chuàng),。制造出來是一個(gè)死的東西,，但是我要植入一定的生物化學(xué)的環(huán)境，植入人體這么一個(gè)環(huán)境,，它就可以生長出自己的骨細(xì)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(gè)也是一個(gè)人的這個(gè)頜面骨缺失了，根據(jù)CT做出這一個(gè)件,。然后就安裝在身上,，這個(gè)就面部就恢復(fù)了，進(jìn)一步的以后就是用這個(gè)活性細(xì)胞生長因子來進(jìn)行打印,，打印就做出活體的器官�,，F(xiàn)在有打印出這個(gè)能夠跳動(dòng)的心臟，也有打印出這個(gè)別的器官的,�,！�

“我覺得這個(gè)人的一生，你生下來干什么,，就是為社會(huì)做貢獻(xiàn)的,，能做一步就是一步啊。3D打印可以是整個(gè)制造業(yè)創(chuàng)新的一種源泉,，是一個(gè)促進(jìn)創(chuàng)新的一個(gè)最有力的武器,，怎么樣能更好地發(fā)展3D打印技術(shù),，能夠把它能更好地應(yīng)入到我們國家各個(gè)領(lǐng)域中去，這是一種責(zé)任的擔(dān)當(dāng),，所以也停不下來腳步,。”