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中國工程院院士盧秉恒:增材製造技術的“拓荒人”

來源:經濟日報2021-09-14 我要評論(0 )   

“他的時間都是以小時計算”。盧秉恒院士的學生邵金友教授告訴記者,盧秉恒院士最近正在組織推進工信部關(guan) 於(yu) 高性能難熔難加工合金大型複雜構件增材製造“一條龍”應用計...

“他的時間都是以小時計算”。盧秉恒院士的學生邵金友教授告訴記者,盧秉恒院士最近正在組織推進工信部關(guan) 於(yu) 高性能難熔難加工合金大型複雜構件增材製造“一條龍”應用計劃項目的總結工作。“別看盧老師70多歲了,但以他的工作節奏和強度,一般小夥(huo) 子未必能跟得上。”對此,中國工程院院士、西安交通大學教授盧秉恒笑著說:“這是一種責任在肩的‘激發態’吧。”

今年初,大型構件電弧熔絲(si) 增減材一體(ti) 化製造技術研發獲得成功。這是一項麵向未來運載火箭、空間站等大型化、整體(ti) 化製造需求,解決(jue) 大型構件成形組織性能精確調控與(yu) 穩定無缺陷製造的重大關(guan) 鍵技術。作為(wei) 國家增材製造科技領域的奠基者和領軍(jun) 人,把自己的研究應用到大國重器的科技戰略支撐上,是盧秉恒院士心中幾乎堅持了一個(ge) 甲子的夢想。

今年76歲的盧秉恒院士,出生於(yu) 安徽亳州一個(ge) 書(shu) 香之家。中學時代的盧秉恒,受到錢學森等著名科學家的影響,夢想“將來從(cong) 事火箭發射工作”。但他22歲那年,剛從(cong) 合肥工業(ye) 大學本科畢業(ye) 後就被分配到一間工廠做車床工。1979年,34歲的盧秉恒得知國家恢複研究生招生的消息,毅然放棄了廠長職位,報考了西安交大機械專(zhuan) 業(ye) 研究生,師從(cong) 老教授顧崇銜,後來又繼續攻讀博士學位。

1992年,作為(wei) 赴美高級訪問學者,盧秉恒在一次參觀汽車模具企業(ye) 時,第一次看到快速成型3D打印技術在汽車製造業(ye) 中的應用,他敏銳地意識到這一技術可以快速、低成本地實現新產(chan) 品開發,能有效解決(jue) 國內(nei) 製造企業(ye) 產(chan) 品開發速度慢的問題。

1993年回國後,盧秉恒帶著4名博士生,麵對的研發條件非常簡陋。當時對快速成型隻有概念,沒有任何資料,隻能通宵達旦一遍遍做實驗摸索。他們(men) 經常騎著三輪車滿西安市找機械廠加工關(guan) 鍵部件,常常被實驗用的材料熏得眼淚鼻涕一大把,但大家都很拚,一心要做成。如今,回憶起當年艱苦的研發曆程,盧秉恒感慨萬(wan) 千,“當時對快速成型設備隻有概念,可以直接參考的資料不多,也缺乏引進設備的資金,許多東(dong) 西隻能通過實驗摸索”。

在缺資金的情況下,盧秉恒帶著博士生自己開發軟件、研發設備,除了買(mai) 到的一些機械零配件,其他零件幾乎都是他們(men) 自己動手做出來的。機器上的激光器要3萬(wan) 美元,他們(men) 買(mai) 不起,就聯合兄弟院校花了3萬(wan) 元人民幣試製了一台紫外光激光器。實驗用的特殊材料,國外進口的要每公斤2000元,而做一次實驗起碼要30公斤,國內(nei) 材料當時還不成熟。盧秉恒就和化工學院共同開發出光敏樹脂,每公斤成本隻要100元。至於(yu) 開機床自己做試件,更是經常的事。最終,在科技部的資助和團隊的共同努力下,1997年底,第一台3D打印原型機成功誕生。他們(men) 陸續研發的設備,均處於(yu) 國內(nei) 領先地位,達到國際先進水平。盧秉恒逐漸成為(wei) 我國從(cong) 事快速成型與(yu) 製造技術的知名專(zhuan) 家和帶頭人之一。

隨後,由他主持完成的“快速成型製造的若幹關(guan) 鍵技術及其設備”,獲2000年國家科技進步二等獎,這一技術應用在家電、汽車等產(chan) 品開發中,使產(chan) 品開發周期與(yu) 費用降低為(wei) 原來的30%以下,光固化3D打印技術基本實現完全國產(chan) 化。隨著元器件的持續國產(chan) 化,設備價(jia) 格和使用成本也降到進口技術的10%以下。

自此,盧秉恒及其團隊在增材製造領域開疆拓土,勇往直前。盧秉恒團隊將這項技術應用於(yu) 個(ge) 性化醫療乃至農(nong) 業(ye) 灌溉領域。在國際上首次把3D打印應用於(yu) 顱頜麵骨的個(ge) 性化製造,取得了國家醫療許可證等。此外,盧秉恒團隊還把3D打印技術拓展到生物製造、納米壓印光刻製造等技術領域的研究,取得了一係列重要成果。

隨著3D打印技術產(chan) 業(ye) 化的深入,盧秉恒團隊也將研究重心轉移到金屬、陶瓷等工程材料應用領域。2016年,他聯合10多家高校、企業(ye) ,牽頭籌建了國家增材製造創新中心,為(wei) 製造業(ye) 提供更多的增材製造創新產(chan) 業(ye) 化技術。目前,他正帶領200餘(yu) 人的團隊實施“3D打印+”戰略,不斷為(wei) 我國增材製造領域貢獻力量。

“年輕時我就夢想科技報國,現在趕上了國家發展的好機會(hui) ,想盡力為(wei) 國家多做些事情。”年逾七旬的盧秉恒院士依然奮戰在科研第一線。


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