[人民日?qǐng)?bào)記者蔣建科]:各位網(wǎng)友,,大家下午好,,本期訪談的主題是3D打印技術(shù)。這是一個(gè)非常前沿的科技話題,,同時(shí)也是一個(gè)對(duì)13億人民生活最密切,,也可以和70億世界人生活最密切的話題。非常榮幸地邀請(qǐng)到了華中科技大學(xué)材料學(xué)院副院長(zhǎng),、博士生導(dǎo)師史玉升教授,。史教授您好,請(qǐng)您和網(wǎng)友打個(gè)招呼,。[14:34]
[史玉升]:各位網(wǎng)友下午好,,我來自華中科技大學(xué),我叫史玉升,,今天很高興對(duì)3D打印技術(shù)和大家交流,。我們學(xué)校在工科和醫(yī)科方面比較強(qiáng)大,是1952年建校的,,剛剛過完校慶,,是“985”和“211”重點(diǎn)大學(xué),我們學(xué)校也是我們國(guó)家從事3D打印技術(shù)最早的單位之一,。[14:34]
[人民日?qǐng)?bào)記者蔣建科]:史教授剛才談到3D打印技術(shù),,什么是3D打印技術(shù),,請(qǐng)先和網(wǎng)友們科普一下,。[14:35]
[史玉升]:為什么叫3D打印技術(shù)?3D打印技術(shù)是一個(gè)民間的叫法,,主要是為了和我們這種家用2D打印機(jī),,就是和我們家里普通的打印機(jī)進(jìn)行比較而言的。這個(gè)技術(shù)在學(xué)術(shù)上實(shí)際上叫做快速成型或者叫增材制造,、增量制造,、快速制造等等一系列叫法。廣大的聽眾為了把這種技術(shù)理解的更清楚,,所以叫3D打印,,其實(shí)它是設(shè)計(jì)的3D模型切成很多薄片,然后層層疊加,,堆積起來實(shí)現(xiàn)的制造的技術(shù),。[14:35]
[人民日?qǐng)?bào)記者蔣建科]:不是我們平常理解的打印機(jī),、復(fù)印機(jī),看來確實(shí)是一個(gè)高科技的東西,。史教授幫我們介紹一下3D打印技術(shù)最早是從哪個(gè)國(guó)家興起的,,我們國(guó)家是哪一年開始做?我們和國(guó)際上的差距有多大,?[14:36]
[史玉升]:謝謝主持人,。我們3D打印技術(shù)最早是從美國(guó),大概80年代末,,1986年以后誕生的,。誕生以后,我們國(guó)家大概80年代末,、90年代初就開始研究,,比國(guó)外晚幾年,可以說幾乎同步開始研究,,拿我們學(xué)校來說,,我們學(xué)校大概是80年代末、90年代知道這種技術(shù)以后,,知道原理,,但是不知道它的樣機(jī)怎么樣,我們學(xué)校最早在華中理工大學(xué)校長(zhǎng)知道這個(gè)消息以后就組織我們開展研究,,一直持續(xù)了20幾年到現(xiàn)在,。與國(guó)外的差距主要體現(xiàn)在這個(gè)方面。[14:41]
[史玉升]:我們的裝備功能都已經(jīng)和國(guó)外,,我認(rèn)為是處于同一個(gè)水平,,我們的差距在裝備方面來說主要體現(xiàn)在它的可靠性方面。另外,,這個(gè)3D打印機(jī)用的材料是一個(gè)特殊的材料,,這種材料的品種,我們和國(guó)外有一定的差別,,國(guó)外的品種比我們多一點(diǎn),。更重要的是我們差距體現(xiàn)在應(yīng)用方面,國(guó)外已經(jīng)在很多很多行業(yè)這種技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用,,我們國(guó)家在這一方面應(yīng)用的領(lǐng)域比較少,,而且面也不怎么大。[14:41]
[人民日?qǐng)?bào)記者蔣建科]:國(guó)外都在哪些領(lǐng)域應(yīng)用,?[14:42]
[史玉升]:比如新產(chǎn)品的開發(fā),、航空航天、醫(yī)療,、影視,、創(chuàng)意,、教育等等,只要把設(shè)計(jì)的藍(lán)圖變成一個(gè)實(shí)物的地方都有可能用到這種技術(shù),,所以國(guó)外得到廣泛的應(yīng)用,。[14:45]
[人民日?qǐng)?bào)記者蔣建科]:美國(guó)的航天領(lǐng)域是怎么用的?[14:46]
[史玉升]:一個(gè)是航空航天零件的開發(fā)過程中,,它把一個(gè)設(shè)計(jì)的東西馬上打印成實(shí)物然后來評(píng)價(jià)驗(yàn)證它的設(shè)計(jì)的可行性,。第二個(gè),它也可以直接打印出航空航天里面用的一些零件,,比如鈦合金的一些復(fù)雜的零部件,,現(xiàn)在已經(jīng)開始得到應(yīng)用。[14:46]
[人民日?qǐng)?bào)記者蔣建科]:打印出來的和傳統(tǒng)制造的工藝質(zhì)量有什么區(qū)別,?[14:46]
[史玉升]:目前這是一個(gè)瓶頸問題,。因?yàn)檫@種技術(shù)誕生30年左右的時(shí)間,是很新興的一種技術(shù),。傳統(tǒng)的方法,,比如鑄造已經(jīng)有幾千年的歷史了,所以,,它的工藝比較成熟,,這種技術(shù)現(xiàn)在的缺點(diǎn)就是沒有標(biāo)準(zhǔn),包括美國(guó)和我們國(guó)家開始準(zhǔn)備制作標(biāo)準(zhǔn)了,。從現(xiàn)在做的情況來說,,比如拿鈦合金來說,做出來的和傳統(tǒng)的鍛造的性能相接近,,達(dá)到鍛造的性能,,可以應(yīng)用,但是應(yīng)用上要有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的判斷,,不是幾個(gè)數(shù)據(jù)就可以應(yīng)用的,,所以現(xiàn)在急需要出現(xiàn)一些標(biāo)準(zhǔn),有利于這種技術(shù)的推廣和應(yīng)用,。[14:48]
[人民日?qǐng)?bào)記者蔣建科]:國(guó)內(nèi)在哪些領(lǐng)域運(yùn)用,?[14:49]
[史玉升]:第一個(gè)就是用于新產(chǎn)品的開發(fā),,我們國(guó)內(nèi)用于新產(chǎn)品的開發(fā),,就把一個(gè)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的虛擬的圖形馬上變成一個(gè)實(shí)物用于驗(yàn)證新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)是否對(duì),這就避開了過去做模具,,通過試模做出樣子來這樣傳統(tǒng)的方法,。這是第一點(diǎn)用于新產(chǎn)品的開發(fā)。[14:50]
[史玉升]:第二,,用于加工一些傳統(tǒng)方法無法加工的零件或者模型,,比如說鈦合金或者是一些模具的復(fù)雜的形狀,,冷卻以后是彎彎曲曲的,傳統(tǒng)方法無法加工,。[14:50]
[人民日?qǐng)?bào)記者蔣建科]:鈦合金比較堅(jiān)硬,。[14:50]
[史玉升]:鈦合金難加工,陶瓷也是難加工的,,不但難加工,,而且零件復(fù)雜,有很多內(nèi)部復(fù)雜結(jié)構(gòu),,比如網(wǎng)狀的或者互相連通的流道,。第三個(gè)就是和傳統(tǒng)的制造業(yè)相結(jié)合,比如說我們和鑄造最古老的技術(shù)相結(jié)合,,鑄造用的蠟?zāi):蜕靶粳F(xiàn)在完全不用模具了,,現(xiàn)在完全不用模具了,可以把蠟?zāi):蜕靶敬蛴〕鰜�,。比如說我們現(xiàn)在做的3D打印機(jī),,我們已經(jīng)市面上工業(yè)應(yīng)用的有200多臺(tái)。舉一個(gè)例子,,上海有一家企業(yè)買了我們五臺(tái)打印機(jī),,直接把鑄造用的蠟?zāi)V苯哟蛴〕鰜恚岸说墓嬷苯影严災(zāi)V苯哟蛴〕鰜�,,后端的工藝不變拿去澆鑄,,這樣對(duì)單件小批量的鑄造是非常有用的。上海這一家是做泵業(yè),,一個(gè)泵只要一件或者20件或者幾十件這樣的東西,,過去用模具,單個(gè)小批量成本很高,,工期非常的長(zhǎng),,而且房間里到處堆的到處是模具。采用了我們這種技術(shù)以后,,它把圖形放到這3D打印機(jī)上,,過多長(zhǎng)時(shí)間把這個(gè)蠟?zāi)4蛴〕鰜恚萌鹘y(tǒng)的澆鑄,,很快得到了,。[14:50]
[人民日?qǐng)?bào)記者蔣建科]:比傳統(tǒng)周期縮短多少?[14:51]
[史玉升]:傳統(tǒng)的需要三個(gè)月,,這個(gè)需要十天,。如果用特別大型復(fù)雜的,比如說廣西玉柴機(jī)器用這種技術(shù)以后,,做發(fā)動(dòng)機(jī)的缸蓋的砂型,,傳統(tǒng)的方法,,用模具的方法,缸蓋的砂型做出來,,需要五個(gè)月左右的時(shí)間,。如果采用這種技術(shù)以后,一個(gè)星期左右就把這個(gè)砂型打印出來,,而且整體打印出來,,然后拿去澆鑄,這都是很傳統(tǒng)的方法結(jié)合,,這是第三個(gè)方面,。[14:53]
[史玉升]:最后一個(gè)方面就是這種技術(shù)應(yīng)用到大中專院校提高學(xué)生動(dòng)手創(chuàng)新能力,現(xiàn)在我們正在開發(fā)一款比較便宜的,,就是一萬塊錢左右的,,將來有可能推廣到中小學(xué),我們現(xiàn)在不都說提高中小學(xué)的素質(zhì)教育,,不要說應(yīng)試教育,,應(yīng)試教育就是做題,知識(shí)學(xué)得很多,,而動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力差了,。如果采用這種技術(shù),小孩把他自己的創(chuàng)新設(shè)計(jì)很快地變成一個(gè)實(shí)物,,創(chuàng)新設(shè)計(jì)幾個(gè)玩具,,很快打印出來,這就是提高他的創(chuàng)新設(shè)計(jì)動(dòng)手能力,。[14:53]
[人民日?qǐng)?bào)記者蔣建科]:不怕做不到,,就怕想不到。[14:53]
[史玉升]:小孩想到,,馬上可以打印出實(shí)物來,,提高他的興趣,提高他的創(chuàng)造能力,、創(chuàng)新能力,,這對(duì)將來我們國(guó)家培養(yǎng)人才是很重要的。目前應(yīng)用在這四個(gè)方面,。將來有可能還應(yīng)用到更多的領(lǐng)域,,比如醫(yī)療領(lǐng)域,還用到創(chuàng)意產(chǎn)業(yè),。[14:53]
[人民日?qǐng)?bào)記者蔣建科]:創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)怎么用,?[14:54]
[史玉升]:比如我們可以把文物或者數(shù)字想象成動(dòng)漫,將來名家的文化人設(shè)計(jì)出一個(gè)創(chuàng)意的東西,,我們很快給它實(shí)現(xiàn),、打印出來。文化創(chuàng)意,,對(duì)文物進(jìn)行保護(hù),,或者是美術(shù)家弄一個(gè)創(chuàng)新的東西,我們還有3D掃描,,很快把數(shù)據(jù)掃出來,,靠3D打印打印出來,這兩個(gè)一結(jié)合就實(shí)現(xiàn)復(fù)印的功能,,我們把隱藏于民間的創(chuàng)新設(shè)計(jì)的很多想法打印出來,,打印出來通過后面的還要做成動(dòng)漫、動(dòng)畫,,形成了創(chuàng)意產(chǎn)業(yè),。[14:54]
[人民日?qǐng)?bào)記者蔣建科]:用什么材料呢?[14:55]
[史玉升]:目前我們3D應(yīng)用的材料是很多很多種,,比如液體的,,液體材料像我們喝的水一樣的材料,這也可以做的一種方法,,還有用絲狀的,,像我們吃的面條一樣,也可以做出這樣的,。還有片狀材料,,比如我們寫字的紙或者陶瓷,一片一片的材料,。我們現(xiàn)在主要做的就是采用粉體材料,,就是理論上把任何材料只要制成像面粉一樣的材料都可以打印出來,比如能做成塑料的粉末打印成塑料零件,,比如金屬粉末打印成金屬零件,,鈦合金打印成鈦合金,液體高溫合金打印成液體高溫合金,,陶瓷制成粉末可以打造成陶瓷零件,,如果鑄造的砂子,把砂子也打印出來,,塑造成砂子,,還可以把各種材料復(fù)合在一起打印成復(fù)合材料的文件。[14:55]
[人民日?qǐng)?bào)記者蔣建科]:那就不用焊接了,。[14:55]
[史玉升]:將來整體呈現(xiàn),。3D打印其中一個(gè)很重要的方面就是整體成型,把一個(gè)東西設(shè)計(jì)出來以后整體成型,焊接過去是無法整體成型,,分成很多塊焊接在一起,,如果焊接在一起,一個(gè)是增加重量,,特別是航空航天這些需要減輕重量的地方,,另外一個(gè),焊接的地方,,有缺陷,,如果將來整體成型就有這種好處。[14:56]
[人民日?qǐng)?bào)記者蔣建科]:比如我們的桌子,、電腦這些是不是都可以打�,。縖14:56]
[史玉升]:現(xiàn)在的樓房的建設(shè),,實(shí)際也是一個(gè)3D打印的過程,。3D打印的原理就是把任何東西都分層,一層一層地往上建,,樓房也是一層一層建,,所以也是3D打印的過程。從最下面長(zhǎng)到最高,,也是一個(gè)打印過程,。原理一樣,樓房是靠人工去堆起來,,將來如果從理論上有這么大的3D打印機(jī),,也可以打印。我們把一層一層的水泥往上堆,,都可以,。[14:57]
[人民日?qǐng)?bào)記者蔣建科]:木材也可以?[14:57]
[史玉升]:紙這一片一片地疊加起來,,像木頭一樣的,。[14:57]
[人民日?qǐng)?bào)記者蔣建科]:管道、家具一應(yīng)俱全,。[14:57]
[史玉升]:設(shè)計(jì)好以后,,不同地方結(jié)構(gòu)打印出來,將來是可以實(shí)現(xiàn)的,。[14:58]
[人民日?qǐng)?bào)記者蔣建科]:好多人過生日,,生日蛋糕也能打印嗎?[14:59]
[史玉升]:我一個(gè)博士生在英國(guó)一所大學(xué)做博士后,,這個(gè)人叫郝亮,,和我們進(jìn)行合作,,他就做了一個(gè)打印巧克力的打印機(jī)。能打印巧克力,,將來蛋糕其他食品都可以打印,。小孩過生日,小孩自己可以設(shè)計(jì)一個(gè)個(gè)性化的蛋糕,,他自己打印出來,。所以,,這種技術(shù)將來有可能進(jìn)入家庭,。就是桌子上不但擺著電腦,不但擺著二維打印機(jī),,就是我們現(xiàn)在用的打印文字,、打印圖像的打印機(jī),而且有一個(gè)3D打印機(jī),,你設(shè)計(jì)出的蛋糕,、食物通過打印蛋糕打印機(jī)打印出來,如果設(shè)計(jì)出鞋子,,通過塑料的的打印機(jī)打印出來,,可以打印出你的鞋子或者裝飾品,這些都有可能,。[14:59]
[人民日?qǐng)?bào)記者蔣建科]:網(wǎng)上關(guān)于3D的報(bào)告有很多,,有的說了,剛才您也講到了,,打印人體的骨骼,、牙齒,還有其他器官,,這方面怎么樣,?[15:00]
[史玉升]:現(xiàn)在3D打印用于打印假的牙齒、假肢是沒有問題的,,3D打印技術(shù)在國(guó)外醫(yī)療領(lǐng)域也很普遍,,在國(guó)內(nèi)也有應(yīng)用,特別是牙齒,、骨頭,,堅(jiān)硬的硬組織肯定是沒有問題。[15:00]
[人民日?qǐng)?bào)記者蔣建科]:打印之前把人的牙掃描出來,。[15:00]
[史玉升]:得到人的數(shù)據(jù),,骨頭多大的數(shù)據(jù),人的牙齒多大,。[15:00]
[人民日?qǐng)?bào)記者蔣建科]:體檢的時(shí)候把人的骨頭數(shù)據(jù)掃描好,,萬一撞壞了。[15:01]
[史玉升]:這種打印技術(shù)只要有數(shù)據(jù)就可以打印。[15:01]
[人民日?qǐng)?bào)記者蔣建科]:體檢的時(shí)候順便把這個(gè)數(shù)據(jù)掃描出來[15:01]
[史玉升]:體檢的時(shí)候通過CT掃描數(shù)據(jù)�,,F(xiàn)在打印的是假的,,我們正在研究,我們也在研究,,包括世界上國(guó)內(nèi)都在研究,,有關(guān)單位都在研究,研究這種將來要打印活性的,,不是假的,,活性的就是找出和人體相融的材料,打印出具有網(wǎng)狀的,,網(wǎng)是互相聯(lián)通的,,然后把人的細(xì)胞放進(jìn)去進(jìn)行培養(yǎng),培養(yǎng)好以后然后裝上去,,變成自己人體的一部分了,,不是假的,現(xiàn)在牙齒是假的,,骨頭是假肢,,將來某一天變成人體的一部分。[15:02]
[人民日?qǐng)?bào)記者蔣建科]:和人體的細(xì)胞融合在一起,。[15:02]
[史玉升]:所以我們現(xiàn)在說這種打印機(jī)不但打印工業(yè)里面的零部件,,將來也要打印人體里的零部件,人體的零部件,,現(xiàn)在工業(yè)的零部件也好,,人體的零部件也好,瓶頸問題是材料問題,,將來能不能找出類似心臟的材料,,類似骨頭的材料,類似皮膚的材料,,這很關(guān)鍵,。所以人體零部件,將來都可以打印,。[15:03]
[人民日?qǐng)?bào)記者蔣建科]:看來是一個(gè)交叉學(xué)科,。生命科學(xué)要配合、結(jié)合起來,。[15:03]
[史玉升]:醫(yī)學(xué),、生命科學(xué)、材料,、機(jī)械,、控制,、計(jì)算機(jī)、信息這些是一個(gè)多學(xué)科交叉的一個(gè)技術(shù),。[15:03]
[人民日?qǐng)?bào)記者蔣建科]:前不久看到網(wǎng)上報(bào)道,,3D打印機(jī)可以制造機(jī)械臂,幫助殘疾小女孩生活,,能不能展望一下未來3D打印技術(shù)會(huì)對(duì)我們的生活和未來生產(chǎn)帶來什么樣的影響,?[15:03]
[史玉升]:加快新產(chǎn)品開發(fā)的速度,解決一些傳統(tǒng)方法無法加工的東西,,這個(gè)已經(jīng)顯現(xiàn)了,,而且用在醫(yī)療領(lǐng)域,牙齒,、骨頭就可以做出來,,這已經(jīng)顯示,。我們暢想將來某一天,,在家里面,你的衣服,、鞋子都有可能用這個(gè)技術(shù)打印出來,,幾個(gè)年輕人想個(gè)性化的、獨(dú)一無二的,,他自己可以設(shè)計(jì)三維圖形打印,,如果他自己設(shè)計(jì)不出來,到網(wǎng)上下載,,那要繳費(fèi)了,,有版權(quán),打印出來,。裝飾品,,女孩子用的首飾,或者家里的水龍頭壞了,,也可以用不同的材料打印出來,。[15:04]
[人民日?qǐng)?bào)記者蔣建科]:自己設(shè)計(jì)。[15:04] |