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亲历石家庄铁道大学的3D立体打印技术

2014年09月25日 11:18中国机床商务网作者:张建新 张铮点击:4016

  【中国机床商务网 机床上下游】9月24日,记者在石家庄铁道大学“3D打印联合实验室”,亲历3D打印技术“打印”修复铁路钢轨,“打印”模拟胎儿等现代化3D打印技术。
  
  临近“十一”,我们被这样的新闻吸引着:国庆天安门花展首用3D打印大花篮,可抗10级大风;首批3D打印10幢房屋上海张江完成并正式交付使用,过程仅花费24小时……9月24日,记者在石家庄铁道大学“3D打印联合实验室”,亲历3D打印技术“打印”修复铁路钢轨,“打印”模拟胎儿等现代化3D打印技术。
  
  跟随“3d打印联合实验室”组建者齐海波探秘3D
  
  “3d打印技术,专业的叫法为增材制造技术。”在石家庄铁道大学“3D打印联合实验室”,记者见到了组建者齐海波教授,他兴致勃勃地向记者介绍起3D打印相关知识。
  
  据了解,齐海波教授早在2002年,从师于清华大学教授、“3D打印第一人”颜永年导师。6年后回到石家庄铁道大学,挂帅组建“先进材料连接及数字化成形”研究平台,俗称“3D打印研究平台。”平台由多名教授和研究生组成,人数达十几人。在实验室里,光纤激光器、熔覆送粉装置、高精度机器人、多维成型3D打印机等多种先进仪器设备,让记者大开眼界。
  
  “光纤激光器功率高达4千瓦,高能量光束能瞬间施放巨大能量,完成熔化、凝固金属、陶瓷、塑料等功能。”齐海波教授指着一台台设备,一一向记者介绍:“机器人能完成精度达微米的操作;3d打印机不同于一般打印机,它不是根据一张设计图进行打印,而是根据扫描仪的扫描结果生成3维模型,然后通过端口生成成品……”
  
  “3D打印技术工作原理,通俗地说就是,首先电脑里设计出三维产品模型和数据,然后电脑来控制激光束或者是热能喷嘴,把装在3D打印机里的特殊原材料,比如金属粉末、粉末,塑料甚至是细胞组织,逐层堆积凝结,最终叠加成型,制造出一个实体的产品。”
  
  3D打印,不再需要传统的刀具、夹具和机床就可以打造出任意形状,根据零件或物体的三维模型数据通过成型设备以材料累加的方式制成实物模型。
    
  3D打印技术,能精确‘打印’出胎儿的每一个细节
  
  据了解,3D打印机出现在上世纪90年代中期,而近几年3d打印技术产品的研发和产业化迅速发展,据统计,年增速达到30%左右。而随着3D打印技术全面提速,3D打印应用涉及各个行业,包括消费品及电子、汽车、医疗牙科、航空航天。3D打印目前已经广泛应用于产品原型制造,大幅提升产品开发速度。
  
  “不用上班,在家制造,每个人都可成为一个加工厂,交通、住房、汽车尾气都会得到改善,3D打印会越来越多改变人们的生活方式。”齐海波教授兴奋地表示:“3D打印技术的应用,满足了现代人个性化需求,以3D打印为代表的快速成型技术被看作引发新一轮工业革命的关键要素。”
  
  通过用超声波扫描孕妇腹中胎儿,传统只是平面的彩超效果,因此,胎儿有些生理缺陷不易被查出。“我们的3D打印技术,能精确‘打印’出胎儿的每一个细节,皮肤组织、骨骼组织与真人相仿,胎儿的一些生理缺陷一目了然。”齐海波介绍:“这一技术属于国家科技支撑计划支持项目。”
   
  牙科、医疗、教育等产业等领域都将应用3D打印技术
  
  建筑模型、仿真器官、汽车,航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用……3D打印技术让人惊叹。3D打印的出现无疑是一次新的工业革命,中国的3D打印技术起步并不晚,但直到2012年初的时候3D打印才正式进入了大众的视野。在实验室里,记者见到来这里探求商机的人和电话是络绎不绝。
  
  除了拥有3D打印的“长宽高”立体三维结构,齐海波教授的“多维打印”还新增加了“内切面”、“十字交叉”等多个维度,这意味着,多维打印出来的东西,不再只能以三维固定的形态存在,而是可以根据设定的形态,在多维打印下,自动生成多维形状的加工和变化,实现真正意义上的“量身打印”。
  
  “目前,我们已经研发成功“多维打印机!”齐海波自豪地向记者介绍:“这一技术已获得国家专利发明,完全拥有自主知识产权。”齐教授介绍,“这一发明,将‘所想即所得’梦想变成现实,多维打印研发成功,备受业内关注。”
  
  据悉,他们自主研发的钢轨在线自动修复车,实现了对钢轨磨损表面在线激光填丝修复,速度快、质量高、开天窗时间大大缩短、自动化程度高、工作效率高于上百个技术熟练工人,此项技术获得国家发明专利,现在正与中铁六局、石家庄工务段达成合作意向。
  
  齐海波介绍,目前3D打印只是牛刀小试,它的现实应用已经越来越广泛,比如3D打印的金属骨骼就已经在临床上开始应用。“用到合适的应用领域、大家都用起来,离百姓生活不要太远,逐步改变人们的生活方式,这是我所希望的,也是在不久的将来能够实现的。”齐海波教授介绍:目前,他们已与清华大学联合建成“金属3d打印联合实验室”。齐教授表示,在全球,3D打印风风火火,在中国,3D打印方兴未艾,“在科技迅猛发展的今天,我们会迎头赶上”。
(来源:长城网)

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