在電腦上完成產(chan) 品的設計藍圖，按下“打印”鍵，激光就能選擇性地將原材料燒結成各種物品。各種複雜的工業(ye) 零件、生活中的鍋碗瓢盆……隻要有三維數據就都有可能“打印”出來。由華中科技大學研發的“立體(ti) 打印機”可以將人們(men) 的創意夢想變為(wei) 現實產(chan) 品。

       這種基於(yu) 粉末床的激光燒結“立體(ti) 打印”技術，獲得了2011年國家技術發明二等獎，1.2米×1.2米工作麵的世界最大“立體(ti) 打印機”入選兩(liang) 院院士評選的2011年中國十大科技進展。

    業(ye) 界福音：想得到做得到

    “隻要你想得到，我們(men) 就有可能做出來。”材料學院副院長、快速製造中心主任史玉升教授如是說。

    快速製造技術是新型的數字化添加材料成形技術。它可以使零件的設計采用最優(you) 的結構，無需顧慮後續加工問題。該技術的出現為(wei) 航空航天、武器裝備、汽車等高端領域結構複雜零件的快速研製帶來了福音。

    在該中心，記者看到了外觀看起來像櫃子，裏麵卻分布著各種精密儀(yi) 器的“立體(ti) 打印機”。快速製造中心青年教師蔡道生介紹說，隻要把零件的三維數據輸入電腦，按下“打印”鍵。該裝備就會(hui) 使用金屬、陶瓷、塑料、砂等不同的粉未材料，自動化進行生產(chan) 。零件就像植物生長一樣整體(ti) 成形出來。

    隻要在電腦上設計出物體(ti) 的三維圖形，無需模具即可整體(ti) 成形。這也是該裝備被稱為(wei) “立體(ti) 打印機”的由來。在以往，製作複雜結構的大型製件一般采用分段成形、拚接成整體(ti) 的方法。不但生產(chan) 周期長，成本也高，製件連接處的強度也較差。而大型“立體(ti) 打印機”可以解決(jue) 上述問題，使生產(chan) 過程變得簡單。

    2000年，該中心研發出0.4米×0.4米工作麵的基於(yu) 粉末床的快速製造裝備；2003年，擴大到0.5米×0.5米，超過了當時代表國際先進水平的美國3D係統公司；2005年以後，工作麵達到1米×1米以上，遠遠超過國外同類裝備水平。

闖關(guan) 秘訣：多學科齊“上陣”

    上個(ge) 世紀90年代初，“快速製造”概念由美國科學家率先提出。時任華中理工大學校長、機械製造專(zhuan) 家黃樹槐敏銳地捕捉到了這一最新動態，很快在該校成立快速製造中心，研發基於(yu) 紙材料的“立體(ti) 打印機”。1994年，我國首台具有自主知識產(chan) 權的“立體(ti) 打印機”誕生在該中心。

    4年後，36歲的史玉升來到中心工作，負責研發基於(yu) 固態粉末材料的快速製造技術與(yu) 裝備。原材料研發成為(wei) 了亟待解決(jue) 的“攔路虎”。“我以前在中國石油大學認識的博士後朋友們(men) 來自不同學科。我琢磨著，或許他們(men) 中有人知道哪種材料比較容易製成粉末，並可能用於(yu) 激光成形。”於(yu) 是，史玉升一個(ge) 個(ge) 地給朋友打電話，希望得到線索。幾經周折，原材料研究終於(yu) 有了一定進展。“我們(men) 找到了第一種材料——聚苯乙烯，後來用它做了一個(ge) 鼠標外殼。”當那個(ge) 隻有拳頭大小的鼠標製作完成後，他高興(xing) 得差點跳了起來。

    雖然研究上取得了進展，但該中心卻麵臨(lin) 著工作人員學科背景單一的困境，長此以往可能會(hui) 對研究工作造成影響。很快，在黃樹槐的大力支持下，中心開始引進機械、信息、光學、計算機、自動控製、力學、新型材料等領域的人才，開展交叉學科研究。

    黃樹槐曾提出“不但要個(ge) 人努力，還要帶領整個(ge) 團隊一起努力”，史玉升的口頭禪“足球不能僅(jin) 靠個(ge) 別球星去踢”，這都表現出對集體(ti) 合作的重視。20年來，快速製造中心已從(cong) 最早的不到10人，發展到100多人，成為(wei) 目前華中科技大學最大的研發團隊之一，人員構成涉及多個(ge) 學科。“有這麽(me) 多人一起努力，我覺得工作得挺幸福的。”史玉升說。

發展之路：到工廠“寫(xie) 論文”

    近來，快速製造中心主攻生物製造的博士生張升十分忙碌。多家醫院希望與(yu) 他展開合作，利用相關(guan) 技術來製作牙齒。這不但可以降低傳(chuan) 統造牙的成本，還可以一對一地訂製假牙齒。浙江某飾品公司的負責人也專(zhuan) 程前往該中心，希望能得到技術支持。然而，就在幾年前，史玉升在山東(dong) 濟南市宣傳(chuan) 該中心的“立體(ti) 打印機”技術時，卻還被認為(wei) 是在忽悠。當時，盡管他賣力“吆喝”，聲稱“不需要模具即能直接製作出蠟模”，可企業(ye) 就是不買(mai) 賬。

    2007年，一手建起快速製造中心的黃樹槐不幸辭世。在生命的最後日子裏，他依然惦記著中心的發展，並把中心托付給了史玉升。搞科研，史玉升並不陌生。可是作為(wei) 學術帶頭人，他還得肩負起帶領整個(ge) 團隊發展和將研究成果推向市場的重擔。

    “研發新型工藝與(yu) 裝備需要較大的經費支持，周期也長。光靠國家的經費支持是遠遠不夠的。這使許多科研團隊難以堅持下去。”說起曾經的困難，史玉升不勝感慨。雖然多次出現科研經費短缺，甚至暫時也沒有成果和論文的情況，但他們(men) 還是咬牙堅持了下來。

    為(wei) 了團隊能更好地發展，史玉升下定決(jue) 心，“要走自己的創業(ye) 之路，走與(yu) 企業(ye) 合作之路，走國際合作之路。”這三條路都是為(wei) 了盡快提高學術水平、搞好學科建設、將科研成果轉化為(wei) 生產(chan) 力。在他看來，使企業(ye) 技術水平提高的同時，也可以促進研發團隊的良性發展。生產(chan) 一代、研發一代、預研一代、探索一代，是他們(men) 要堅持的產(chan) 學研合作之路。

    與(yu) 其守株待兔，不如主動出擊。為(wei) 了快速製造團隊的可持續發展，他們(men) 主動與(yu) 相關(guan) 企業(ye) 聯係合作，並把工作人員派到企業(ye) 的生產(chan) 現場，與(yu) 企業(ye) 的技術人員、工人一起攻關(guan) 。這樣一來，他們(men) 的研究成果漸漸被企業(ye) 認可。

    汽車發動機企業(ye) 應用該中心的快速製造技術，將發動機的缸蓋砂芯研製周期由傳(chuan) 統方法的5個(ge) 月左右縮短至一周左右，取得了良好的經濟效益；歐洲空客公司和我國的航空材料研究院等單位選中該技術也，聯合承擔歐盟框架七項目，輔助航空航天大型鈦合金整體(ti) 結構件的快速製造……現在，使用該研究成果的企業(ye) 已多達200多家。

    曆史的車輪緩緩駛過，2011年過去了。這一年裏，英國南安普頓大學利用立體(ti) 打印技術，製造了一架飛機。該飛機除了電控係統外，其餘(yu) 部件均為(wei) “立體(ti) 打印”。還是在這一年，歐洲航空防務與(yu) 航天集團的科學家“立體(ti) 打印”出了自行車，它比普通自行車更輕便、更堅固，生產(chan) 過程便捷、環保。這些在快速製作領域內(nei) 不斷發生的新鮮事，讓我們(men) 浮想聯翩。近日，美國更將快速製造列為(wei) 世界未來三大引領技術之一。#p#分頁標題#e#

    世界最大“立體(ti) 打印機”已經誕生了。下一步，史玉升和他的團隊還將帶來怎樣的驚喜？夢想將如何被一一“打印”？我們(men) 相信，我們(men) 期待……