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12月21日，當記者在北京航空航天大學見到王華明的時候，他剛剛獲得了由光華設計基金會頒發的“中國設計貢獻獎銀質獎章”，而獲獎理由則是他在增材制造技術方面所作出的杰出貢獻。
增材制造俗稱“3D打印”，近幾個月來，3D打印技術在中國的熱度不斷攀升，工信部副部長蘇波近日在2012年增材制造技術國際論壇暨第六屆全國增材制造技術學術會議上的表態更將這一熱度推至高點。蘇波表示，工信部未來將推動“3D打印”產業化，“3D打印”路線圖和中長期發展戰略也即將制定。
然而，面對風起云涌的3D打印熱潮，作為我國3D打印領域的權威專家，王華明卻仍舊保持了低調冷靜。他告訴記者，3D打印確實會給制造技術帶來革命，但并不會如英國《經濟學人》雜志所聲稱的那樣成為第三次工業革命的引擎。與當下占據媒體眼球的“快速原型制造技術”相比，3D打印的另一技術方向——高性能金屬構件直接制造技術才是該領域未來的技術制高點。
為什么會“火”
已是長江學者、大型金屬構件激光直接制造教育部工程研究中心主任的王華明，從上世紀80年代就開始關注并研究3D打印技術。其所在的北京航空航天大學團隊歷經近20年的研究，在國際上首次全面突破了鈦合金等難加工大型復雜整體關鍵構件激光成形工藝、成套裝備和應用關鍵技術，使我國成為迄今為止世界上唯一突破大型整體鈦合金關鍵構件激光成形技術并成功實現裝機工程應用的國家。
據記者了解，目前全國多個省市都在舉行3D打印項目論證會，一輪由3D打印引發的“圈地運動”即將來臨。不久的將來，不僅各個省市，甚至包括地級市，都會如雨后春筍般地出現3D打印產業園。但王華明認為，為了未來技術和產業的健康發展，国产精品免费视频网站丨日韩a毛片免费观看丨欧美日韩中文在线不卡丨欧亚精品乱码久久久久久丨1000部夫妻午夜免费丨国产精品久久久久久久久一级无码丨日欧片内射AV影院频道丨97色伦图片 3D打印應理性降溫。
僅僅短短幾個月時間，3D打印為何就變得如此如火如荼？王華明認為，其起因大概有兩個。
今年3月19日，美國總統奧巴馬在卡內基梅隆大學宣布了創立美國“制造創新國家網絡”的計劃，其目標是要重振美國的制造業。該計劃決定，由美國聯邦政府和工業部門共同斥資10億美元，遴選出制造領域15項前沿、前瞻的技術，建立15個研究中心。4月17日，增材制造技術被確定為首個研究中心努力的方向。8月16日，美國“國家增材制造創新中心”正式宣告成立，成為“制造創新國家網絡”計劃的首個“樣板示范”中心。
其后，今年4月，英國《經濟學人》發表封面文章稱，“3D打印將推動第三次工業革命”，引發了全球科技界的關注，也成為我國3D打印熱潮的直接推手。
并非“萬能制造機”
從打印器官、鮮肉到房子、飛機，經過媒體的渲染，3D打印儼然已是美國科幻作家羅伯特·希克利筆下的“萬能制造機”。而事實上3D打印技術卻并非如此神奇。
據介紹，增材制造技術包括“快速原型制造技術”和“高性能金屬構件直接制造技術”兩大類。時下為大家所“熱炒”的3D打印成果絕大多數都屬于快速原型制造技術范疇，而3D打印只是實現快速原型制造的路徑之一。
王華明告訴記者，增材制造技術之所以被通稱為3D打印，主要是因為其比較形象，易于理解。實際上，除3D打印外，快速原型制造技術還包括“立體印刷”、“疊層實體造型”、“熔融沉積造型”、“選擇性激光燒結”等其他四種方式。
肇始于上世紀80年代中期的原型制造技術目前已經比較成熟，去年中國3D打印2億元人民幣的產值基本上都來源于此。其基本原理是，通過數字化技術，數控系統先對所要打印的模型進行細致地切分，然后再通過“打印機”將材料一層層疊加起來，就可以形成原型實物。
然而，和公眾的理解有所偏差的是，基于快速原型制造技術打印出來的結果只是原型樣品和模型。此外，絕大多數型號的3D打印機只能使用一種耗材，這也是其局限所在。
王華明認為，快速原型制造技術最大的用途是服務于新產品的快速設計及優化以及顧客預體驗、商業宣傳等，同時也能大大縮短產品研制和投放的市場周期，降低產品研發和制造成本。
技術制高點
去年全球3D打印產業的總產值是17.2億美元，不到制造業總GDP的0.01%。據中國最早從事3D打印研究的中國工程院院士盧秉恒估算，即便3D打印保持每年30%以上的速度增長，到2020年全世界3D打印產業的總產值也只有50億~60億美元。在2012年增材制造技術國際論壇上，盧秉恒也呼吁，對3D打印應保持冷靜。
為什么已經發展了近30年，而3D打印技術的產值還這么低？王華明認為，“我們固然不能以GDP論英雄，但也可以之作為參考，對3D打印的重要性我們要客觀加以認識。”
王華明認為，實際上第三次工業革命早已開始，3D打印只是第三次工業革命的一個組成部分，而且有明確的細分市場。與快速原型制造技術相比，高性能金屬構件直接制造技術對于制造領域的變革性作用更加明顯。
據記者了解，以傳統制造方法生產金屬零件，要經過模鍛毛坯、銑削加工等工序。以JSF飛機上用的升力風扇鈦合金整體葉盤為例，其鍛件毛坯重達1500公斤，而最終零件則只有100公斤，其材料利用率只有6.67%。而利用高性能金屬構件直接制造技術，則可以合金粉末為原料，通過激光熔化、逐層堆積的方式，從零件數模一步制造出高性能、大型的復雜構件，其最終成果在實用化之前只需少量后續加工，大大降低了材料的浪費度并節省了生產時間。
“利用直接制造技術生產高性能、難加工的大型復雜整體構件，是先進制造技術的發展方向。”王華明認為，“它不僅可以解決一些重大裝備制造中的瓶頸問題，也是未來搶占增材制造技術戰略制高點的關鍵。”據悉，該技術自1992年問世伊始就受到國內外的高度關注，但由于存在“變形開裂”預防、“力學性能”控制等瓶頸，目前美國、英國、德國等國均主要集中于不銹鋼、高溫合金等小尺寸零件的激光成形，一直未能突破大型金屬構件激光成形關鍵技術。
而王華明所在團隊歷經近20年研究，通過產學研合作，率先攻克了上述難題，提出了鈦合金等高活性、難加工金屬大型結構件激光直接制造成套裝備新原理，并研發出具有原創性核心技術、零件成形能力可達4000×3000×2000毫米、迄今為止世界最大的激光直接制造成套裝備。其成果已應用于大型客機等飛機的研制。
雖然已在國際競爭中占據了領先位置，但王華明并不滿足。他告訴記者：“現在還僅僅只是一個開始。”
他表示，直接制造的核心是做材料。基于此，未來他們還將研發出更多的材料、更好的性能、更高的精度，將直接制造技術應用到更廣的領域。
來源：中國科學報