國(guó)家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)王華明及3D打印

訊：國(guó)家科技部7日正式公布了2014年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)初評(píng)結(jié)果，初評(píng)通過(guò)的51項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)目、54項(xiàng)國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)通用項(xiàng)目，以及152項(xiàng)國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)通用項(xiàng)目。與去年相比，本年度有眾多上市公司入圍榜單，占比超過(guò)20%。

。不過(guò)，由于很多項(xiàng)目都是工程性和基礎(chǔ)性的研究，不能指望這些獲獎(jiǎng)項(xiàng)目短期內(nèi)直接帶動(dòng)公司業(yè)績(jī)。”一位機(jī)構(gòu)人士對(duì)筆者說(shuō)。

技術(shù)的關(guān)注度進(jìn)一步升溫。

，成型出來(lái)一個(gè)模樣，再把它翻成一個(gè)金屬零件，這個(gè)零件從80年代中期開(kāi)始，現(xiàn)在擴(kuò)展到更多領(lǐng)域。另外一個(gè)是做高性能的金屬零件直接制造，這個(gè)從90年代初開(kāi)始，難度比較大。原型子早主要是做樹(shù)脂、石蠟、紙等原型件，這個(gè)件可以用，也可以再翻成別的零件。主要用途還是在新產(chǎn)品的快速設(shè)計(jì)，在這個(gè)階段對(duì)設(shè)計(jì)的優(yōu)化、商業(yè)宣傳、產(chǎn)品的評(píng)估等做快速準(zhǔn)備，效果是反映在新產(chǎn)品的研發(fā)成本和生產(chǎn)準(zhǔn)備的成本，以及新產(chǎn)品研發(fā)周期。

　　這種快速原型制造的方法，應(yīng)該說(shuō)這是大家都知道的3D打印，這應(yīng)該是1986年MIT發(fā)明的方法，叫3D打印。基本工藝包括光敏樹(shù)脂化等等很多方法，3D打印就是這么回事，用噴墨打印機(jī)把膠水打出來(lái)，一烤干，建一個(gè)厚度，鋪一層粉末，如何打印就可以反復(fù)打一個(gè)東西出來(lái)，這是鋪紙工藝，這里就不講了，剛才顏教授介紹了這個(gè)造型，清華大學(xué)做得非常好。然后，這個(gè)就是選擇性激光燒結(jié)，3D打印完全被它取代，它的精度是比較高的。

　　第二類，就是高性能金屬構(gòu)建的直接制造，這個(gè)事情發(fā)展相對(duì)比較萬(wàn)，上世紀(jì)90年代。用的手段是一樣的，主要用高功率的激光束或者是高功率的電子束對(duì)粉末絲材進(jìn)行熔化，往上堆積，應(yīng)該說(shuō)這是它的一個(gè)主要方法。到現(xiàn)在為止，可能大家見(jiàn)到的都是做小的居多，做大的難度還會(huì)非常大，后面我還會(huì)講講個(gè)人觀點(diǎn)，這可能是增材制造發(fā)展的方向，也是一個(gè)難點(diǎn)。

　　這是國(guó)外做的一些情況，關(guān)于在金屬零件這塊做得很多，要做到這個(gè)程度難度非常大，這個(gè)也可以看出來(lái)，表面并不是能達(dá)到真正的精度。像這個(gè)雖然說(shuō)表面很光，但是離傳統(tǒng)的加工還有很大的差別。這是密歇根大學(xué)做的梯度材料，這是熱縮冷展的結(jié)構(gòu)，這是所謂空心的結(jié)構(gòu)。

　　下面我就講一下我認(rèn)為真正的方向，就是高性能難加工的金屬大型復(fù)雜構(gòu)建激光直接制造，我覺(jué)得這可能也是一個(gè)方向。這個(gè)方向剛才講了，就是用高功率的激光或者是高功率的電子束對(duì)材料進(jìn)行熔化，展現(xiàn)出一個(gè)毛坯。當(dāng)然，它有很多優(yōu)勢(shì)，從典型的數(shù)字化技術(shù)得到一個(gè)成型的零件，而這些零件用傳統(tǒng)的方法做很困難，例如這么一個(gè)零件，用傳統(tǒng)方法做，從鑄錠到制坯到模具非常困難。用增材制造方法做有很多好處，組織很細(xì)，力學(xué)性能很好，可以實(shí)現(xiàn)多材料去做。制造技術(shù)上有很多優(yōu)勢(shì)，不再需要模具、不再需要工裝等等，有很多優(yōu)點(diǎn)。從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，我覺(jué)得確實(shí)是一種數(shù)字化的帶有變革性的，短流程、低成本的數(shù)字化制造技術(shù)。這種技術(shù)是一個(gè)發(fā)展方向，我覺(jué)得它也是增材制造的發(fā)展方向。到現(xiàn)在為止像鈦合金這種技術(shù)還沒(méi)有取得突破，難在哪個(gè)？熱應(yīng)力太大，凝固會(huì)收縮，體積收縮就帶來(lái)非常大的應(yīng)力。最終結(jié)果就是熱應(yīng)力太大，要做大零件就非常困難。