3D打印技术开启思维新模式

　　3D打印技术开启思维新模式

　　——专访澳大利亚3D打印技术专家吴鑫华教授

       3D打印自诞生以来，就被视为一项引领产业革命的技术，其使用范围和被打印物品的形态一直在拓展。3D打印技术也是当今各国制造业竞相积极研究的前沿领域。2014年11月19日，澳大利亚研究理事会联合多个工业合作伙伴共同投资900万澳元成立了一个专注于3D打印技术研发及应用的研究中心。该研究中心全称是“澳大利亚研究理事会研究中心—通过高价值增材制造转化澳大利亚制造业”，由澳大利亚莫纳什大学增材制造中心主任吴鑫华教授领导。

　　航空、医药、汽车制造是应用热点

　　3D打印技术目前主要应用于航空航天、医疗制药和汽车制造等行业，这些行业正在寻求创新技术以生产高性能、结构复杂的工程部件。吴鑫华向人民网记者介绍：“目前应用3D打印技术的行业普遍具有高附加值、对创新要求高等特点，其中最具代表性的是航空航天业。去年，一些通过3D打印技术生产的飞机发动机已通过试验，达到国际适航标准，今年一些欧美航空发动机公司已准备开始批量订购。”

　　医疗制药这一关系民生的领域也是3D打印技术的研究和应用热点之一。今年10月，墨尔本圣文特森医院的一名医生使用3D打印技术帮助一名澳大利亚男子制造出了其脚跟骨的复制物，以避免他因为癌症而失去一条腿。

　　3D打印技术在医疗界的研究和应用不断带来令人振奋的消息，不过吴鑫华也指出，目前类似手术还仅是个案，距离成为常规医疗手段还需时日。新药物、新疗法的审批通常需要建立在数年、大规模的临床试验基础上，目前这些工作都尚在进行中。

　　但3D打印在医疗界的应用也并非遥不可及，吴鑫华对人民网记者说：“莫纳什大学目前已与南京鼓楼医院、江苏省人民医院签约合作，莫纳什大学通过3D打印技术把‘量身定制’医疗器械和植入构件变成现实，比如打印适合左利手医生使用的医疗器械等。”

　　3D打印技术优势不可替代

　　3D打印技术在产业化应用上具有不可替代的优势。目前，3D打印技术的热点研究领域是打印具有挑战性且实用性强的是金属材质。在过去的四五年里，得益于大功率纤维激光技术发展，较为先进的粉末床打印技术飞速发展。粉末床打印技术通过激光熔化金属，能够精准制造出复杂部件，而且部件的组织结构和力学性能具有高度的重复性，这是工业化生产的一个必要前提。莫纳什大学去年从德国引进了一台世界上尺寸最大的金属打印机，打印尺寸可达600*400*500毫米，这台打印机目前全负荷使用。

　　谈起这项技术的优势，吴鑫华说：“首先，它提高了生产效率。以往，一个工业部件从设计到出成品通常需要一两年时间，3D打印技术可以把这个过程缩短到几天。其次，它提高了制造复杂构件的可行性。传统的铸造、锻造等技术难以制造结构复杂的部件，而这恰恰是3D打印技术擅长的。”

　　吴鑫华认为，3D打印之所以被称为具有世界性革命意义的技术，比起工业上的起步，更需要引起注意的是它打破了人们的传统思维方式。“过去，设计人员在构思时会有不确定产品是否可以生产的顾虑，现在他们大可以放开束缚自由设计。同时，这项技术为未来的教育打开了一片新天地，促进对儿童想象力和思维的开发。”

　　热技术需要冷思考

　　在吴鑫华看来，目前国内对3D打印技术热度过高，而理性不足。她说：“过去国内对3D打印的研究主要集中在喷粉技术，粉末床打印主要是针对塑料材料，近两年才开始重视金属粉末床3D打印，但目前仍过分注重打印形态而忽视了其实用性。”她认为，实现3D技术工业化发展不能盲目，用户需要与专业人士合作，而不能仅仅寄希望于一台3D打印机，更不能仅追求‘形似’，而忽略其实用性能。

　　她建议，利用3D打印技术制造产品，特别是高附加值的产品，如航空航天部件，用户一定需要跟专业技术人员紧密合作。这些产品对机械性能要求很高，在打印过程中要根据材料选用不同加工参数，如扫描速度、激光功率等，都需要材料工程专家反复实验和通过优化研究来调节。

　　3D打印的出现被看作是一项引领产业革命的技术，距离人们期待的产业化应用已经很接近。吴鑫华认为，目前主要有两种情况阻碍了3D打印产业化的步伐——一是有资金、市场而没有技术，二是有技术却没有市场和足够资金。此外，她还指出，由于尺寸限制，3D打印技术毕竟不可能替代所有生产工艺，一些较大的构件和产品数量大的构件仍需要传统技术制造。