■记者团 黄中燕 李秋荣
“当3D打印技术发展的时间跟传统制造技术发展时间一样长时，除了人的思想，一切物品都能打印出来，其发展潜力是无极限的。”15日晚，我校材料科学与工程学院副院长、快速制造中心主任史玉升教授做客科学研究方法论坛，做了题为“‘打印’梦想，‘喷绘’蓝图——3D打印技术及其应用”的讲座，为现场近400名学子普及了时下制造业中最热门的3D打印技术的相关知识及其应用情况。
除了思想，一切皆可打印
“3D打印技术也称增材制造技术，与传统的去除制造、受迫制造技术不同，它是将计算机设计出的复杂零部件分解成若干层平面数据，然后用激光把金属、陶瓷、塑料、砂等粉末材料按平面数据烧结，形成一个平面形状，再通过层层累积叠加，像植物生长般一次性整体成形。”史玉升首先介绍了3D打印技术的原理。
史玉升认为，3D打印技术能极大地拓展产品创意与创新空间。“设计人员可以不再受传统工艺和制造资源的约束，专注于产品形状创意和功能创新，在‘设计即生产’、‘设计即产品’的理念下，追求‘创造无极限’。”他介绍，快速制作正在与武汉纺织大学模特队合作，为模特们打印具有创意的各种服装、帽子、鞋子等。
“利用3D打印技术，我们现在除了能够迅速打印出工业零件外，还能打印出巧克力、服饰、玩具等各式各样的民用产品。我坚信，当3D打印技术发展的时间跟传统制造技术发展时间一样长时，除了人的思想，一切物品都能打印出来。”
快速制造，抢占市场先机
看过电影《十二生肖》的人，一定还记得影片中有这么一幅场景：成龙戴着一副白手套，摸了一下国宝十二生肖的头像，就把头像的数据扫描进了电脑。与此同时，相隔几公里之外，他的伙伴用一台柜状机器瞬间“copy” 制造出一个一模一样的兽首。如此神速地制造物体，让很多人感到震惊，不过史玉升表示：“这很平常，用3D打印就能做到。”
史玉升说，在这讲究高速发展的信息化时代，快“吃”慢成为企业竞争的自然法则，谁拥有速度，谁就夺得先机。3D打印技术采用数字化设计，完成制造、分析高度统一体化，大大缩短了产品研发周期。“目前只有3D打印可以做到‘设计即生产’，保证在最短的时间内完成设计的产品化。”
他介绍，我国一些铸造企业应用快速制造中心研究的3D打印技术后，将复杂铸件的交货期由传统的3个月左右缩短到10天左右，我国发动机制造商将大型六缸柴油发动机的缸盖砂芯研制周期由传统方法的5个月左右缩短至一周左右。
降低工业污染，实现“绿色制造”
“现在的工业污染很严重，如果工厂采用3D打印来制造工业零部件，污染情况应该能有所缓解。”史玉升说。
他介绍，应用传统制造方法制造物体多采用模具铸造、切削加工等高投入、高消耗、高污染的粗放发展方式，生产效率低、产品化周期长，制造过程中会排放大量有害物质，严重污染周边环境。
“3D打印能改变这种状况，实现“绿色制造”，有两个原因：一是其为非接触和无压力成形，所以近净成形能耗低、节约污染物排放少，而且利用3D打印实现大型复杂零部件的修复再制造，节约资源能源；二是将零件内部结构设计为网状结构，替代实心，从而减少材料使用量，降低制造时间和能源消耗量，比如制造一个内部网状结构的钛合金发动机叶片，材料使用量减少了70%。”
史玉升进一步解释，将零件内部结构设计为网状结构，是一种轻量化制造方法，可以节省材料、降低能耗。他举例说：“如果汽车的一些零部件能采用3D打印技术制造，其自身重量就会大大下降，使得耗油量及为期排放量降低，从而达到降低污染的效果。
