“世界最大激光3D打印機(jī)”誕生在大連！這則消息令人振奮，也引發(fā)了更多人對(duì)3D打印技術(shù)的好奇。近日，本報(bào)記者趕赴大連，對(duì)該機(jī)器的研發(fā)主力——大連理工大學(xué)姚山教授進(jìn)行了專(zhuān)訪。據(jù)悉，這個(gè)世界最大激光3D打印機(jī)最快將于本月底調(diào)試完畢，正式“上崗”工作。
大連理工大學(xué)研發(fā)的世界最大3D打印機(jī)及打印的成品。
談經(jīng)歷：十年前結(jié)緣3D打印
10年前，如果提起“3D打印”這個(gè)詞，你也許會(huì)覺(jué)得很陌生。但是從2002年起，大連理工大學(xué)材料工程系姚山教授就開(kāi)始從事相關(guān)技術(shù)的研究了，直到近日有媒體爆出其研發(fā)的“世界最大激光3D打印機(jī)”已進(jìn)入調(diào)試階段，姚山這個(gè)名字才被人們所熟知。要想了解他與3D打印機(jī)的故事，還要從他所研究的鑄造行業(yè)說(shuō)起。
姚山回憶，自己讀本科時(shí)選擇的就是鑄造專(zhuān)業(yè)，讀研究生時(shí)他仍沒(méi)有放棄該專(zhuān)業(yè)，那時(shí)工業(yè)3D打印技術(shù)在國(guó)內(nèi)還不被人所熟知。2002年，他帶相關(guān)專(zhuān)業(yè)方向的研究生時(shí)開(kāi)始與3D打印技術(shù)結(jié)緣。那時(shí)，他的團(tuán)隊(duì)只是搭建了一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。雖然它的工作原理基于三維模式，有自己的運(yùn)動(dòng)軸，也有千斤頂在做Z向運(yùn)動(dòng)，但是并不能稱(chēng)其為3D打印機(jī)，準(zhǔn)確的應(yīng)該叫做“選擇性激光燒結(jié)運(yùn)行機(jī)構(gòu)”。
經(jīng)過(guò)兩年的時(shí)間，姚山及他的團(tuán)隊(duì)已研制出三臺(tái)相關(guān)設(shè)備，2004年直到第三臺(tái)設(shè)備面世，3D打印理念才粗具規(guī)模。這臺(tái)設(shè)備與之前的設(shè)備最大的不同就是其采用了激光快速成型的新方法，其主要工作步驟分為Z向分層、激光單層輪廓掃描、形成失效分割線、逐層掃描并疊加、材料整體加熱固結(jié)、固結(jié)件分離成型等。在姚山看來(lái)，因?yàn)橛辛酥包c(diǎn)點(diǎn)滴滴的努力與改變，才會(huì)有即將正式面世的“世界最大激光3D打印機(jī)”。
談初衷：并不是為了追求最大而做的
姚教授表示，目前這個(gè)世界最大激光3D打印機(jī)還在調(diào)試階段，最快將在月底完成調(diào)試，正式投入生產(chǎn)。這個(gè)世界最大激光3D打印機(jī)有哪些優(yōu)勢(shì)呢？
姚教授向記者介紹：首先，打印方式特別。這個(gè)3D打印機(jī)是基于“輪廓失效”的激光三維打印方法，使用這種加工方式可使其加工時(shí)間縮短35%，制造成本降低40%。其次，打印速度快。姚教授給記者舉了一個(gè)例子，在加工條件相同時(shí)，原材料都為覆膜砂，同時(shí)加工一個(gè)直徑為100mm的小球，那么在理論上這個(gè)3D打印機(jī)的打印速度將是普通3D打印機(jī)的80倍，即使加上一些其他因素，其打印速度也是一般3D打印機(jī)的5-15倍，而這個(gè)數(shù)據(jù)已經(jīng)是非常保守了。另外，隨著打印物體尺寸增加，兩者速度差距也會(huì)增加，也就是說(shuō)，如果小球的尺寸增加10倍，那么其速度也會(huì)增加10倍。第三，加工尺寸大。僅從工業(yè)3D打印機(jī)來(lái)講，國(guó)外設(shè)備的加工尺寸不會(huì)超過(guò)1米，國(guó)內(nèi)的主體設(shè)備的加工能力也在1米以內(nèi)，而這個(gè)打印機(jī)最大加工尺寸將達(dá)到1.8米。
姚教授表示，自己一直在做鑄造方面的研究，也與一些廠家合作做過(guò)幾個(gè)工業(yè)用的3D打印機(jī)。“在做這個(gè)3D打印機(jī)之前，我與合作企業(yè)最終的目標(biāo)是要做3-4米高的工程輪胎，而想做這么大的輪胎就需要輪胎的模塊，那么這種工程輪胎每一個(gè)模塊的長(zhǎng)度就要達(dá)到1米多，所以就需要一個(gè)與其匹配的鑄型。我最初的想法也很簡(jiǎn)單，當(dāng)時(shí)就需要這么一個(gè)3D打印機(jī)，然后以覆膜砂為原料直接打出沙型，再澆筑金屬之后就為將來(lái)的工程輪胎做出了模塊。雖然我也清楚這個(gè)3D打印機(jī)一旦面世就是世界最大激光3D打印機(jī)，但我確實(shí)不是為追求最大而做的。”
談前景：3D打印機(jī)主要服務(wù)鑄造業(yè)
目前來(lái)看，這個(gè)即將投入生產(chǎn)的世界最大激光3D打印機(jī)主要的服務(wù)方向?qū)⑹氰T造業(yè)，其使用的原材料也是工業(yè)常見(jiàn)的覆膜砂，那么今后這個(gè)設(shè)備的原材料可否被別的材料替代？姚教授表示，雖然在研制這個(gè)3D打印機(jī)的時(shí)候主要考慮所用的原材料是覆膜砂，但是市面上其他粉末狀材料也可以作為其原材料，但加工速度就會(huì)受到一定影響。
姚山的想法其實(shí)很簡(jiǎn)單，既然一開(kāi)始與鑄造結(jié)緣，那么就要堅(jiān)持做下去，就算是其研制的世界最大激光3D打印機(jī)在他看來(lái)也是與鑄造業(yè)共存的。他跟記者講，不管是從分析的角度還是實(shí)際與工業(yè)結(jié)合來(lái)看，3D打印技術(shù)50%以上都會(huì)與鑄造結(jié)合。
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