一張紙、一墨盒，這是傳統(tǒng)文本打印。

一堆可粘合材料、一份數(shù)字模型文件，“打印材料”層層疊加，“藍(lán)圖”變?yōu)閷?shí)物，這是3D打印。

當(dāng)打印技術(shù)突破平面XY坐標(biāo)系，不局限于“文本”，向上延伸出Z軸，3D打印技術(shù)猶如馬良的神奇畫(huà)筆，小至模型玩具、假牙、醫(yī)用器官，大至汽車(chē)、航天飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，都能被打印出來(lái)。

6月30日，“智匯湘江?科創(chuàng)未來(lái)”湖南湘江新區(qū)科研成果校企對(duì)接系列活動(dòng)將拉開(kāi)帷幕，湖南大學(xué)教授宋立軍團(tuán)隊(duì)將帶來(lái)3D打印復(fù)合增減材制造裝備項(xiàng)目，時(shí)刻新聞?dòng)浾呦刃袑?shí)地走訪，為您解密3D打印技術(shù)的魅力。

做“加法”，也做微“減法”

在湖南大學(xué)科技園，時(shí)刻新聞?dòng)浾咭?jiàn)到了兩個(gè)藍(lán)色“大家伙”，一個(gè)叫五軸五聯(lián)動(dòng)復(fù)合增、減材制造系統(tǒng)，另外一個(gè)叫七軸五聯(lián)動(dòng)大尺度增材、焊、切一體機(jī)。

這兩臺(tái)“3D打印機(jī)”，可以通過(guò)噴粉式3D打印和智能監(jiān)測(cè)及智能控制，根據(jù)企業(yè)和生產(chǎn)的需求，打印出工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域所需要的葉盤(pán)、渦輪等高精尖設(shè)備和零件。

宋立軍介紹，在工業(yè)領(lǐng)域，傳統(tǒng)的材料成形要通過(guò)不斷去除材料來(lái)獲得所需要的零件形狀，是做“減法”；而3D打印技術(shù)可以通過(guò)電腦控制讓打印機(jī)將原材料在設(shè)計(jì)的部位逐層疊加起來(lái)，獲得所需要的零件形狀，這是做“加法”。

這意味著3D打印技術(shù)可以極大程度節(jié)約原材料。同時(shí)，可塑自由度極高的技術(shù)優(yōu)勢(shì)可以讓3D打印實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)、復(fù)雜型腔和大尺度梯度材料的工件制備。

“但金屬3D打印由于激光加熱形成的熔池波動(dòng)，不可避免的導(dǎo)致加工表面粗糙度升高、金屬飛濺和成型尺寸難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求等缺陷。”湖南大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)劉星伯博士說(shuō)，為解決這個(gè)問(wèn)題，宋立軍團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了復(fù)合增、減材制造系統(tǒng)，可以讓剛打印完的工業(yè)零件在原地銑削磨鉆，做“微減法”，實(shí)現(xiàn)了新型增材加工和傳統(tǒng)減材加工完美融合。

為“不差錢(qián)”企業(yè)省錢(qián)

在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，設(shè)備部位磨損，將嚴(yán)重影響到整機(jī)運(yùn)行，若更換整個(gè)部件，不僅價(jià)格昂貴，還是嚴(yán)重浪費(fèi)。

面對(duì)這個(gè)問(wèn)題，宋立軍笑稱，想為這些直接更換部件“不差錢(qián)”的企業(yè)省錢(qián)。他說(shuō)，雖然技術(shù)難度高3D打印目前“價(jià)格不菲”，但是對(duì)于航空航天、機(jī)械重工或者模具量使用較高的企業(yè)而言，使用增材技術(shù)修補(bǔ)設(shè)備部件，比整機(jī)更換，要?jiǎng)澦阍S多。

“通過(guò)我們的3D打印技術(shù)，不僅可以打印新的，能讓磨損的部位再“長(zhǎng)”回來(lái)”宋立軍還透露，雖然這兩臺(tái)“打印機(jī)”很龐大，但是相比鋪粉式3D打印機(jī)，噴粉式3D打印無(wú)需在固定的密閉空間，配合工業(yè)機(jī)器人，我們可以提供“上門(mén)服務(wù)”。

隨“神筆”送“馬良”

相對(duì)于傳統(tǒng)建模技術(shù)，3D打印相對(duì)而言更快捷。

宋立軍回憶道，他們?cè)趦蓚€(gè)星期內(nèi)，采用3D打印的方式為北汽?福田制造了軸流水霧機(jī)葉片，助其順利通過(guò)項(xiàng)目驗(yàn)收。

不僅如此，宋立軍團(tuán)隊(duì)可以通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)“私人訂制”，如果應(yīng)用在生物醫(yī)療領(lǐng)域，可以依據(jù)不同人的特點(diǎn)，量身打印骨支架等產(chǎn)品。

近年來(lái)，隨著3D打印技術(shù)的興起，3D打印機(jī)已經(jīng)并非“奇珍異獸”，很多企業(yè)都購(gòu)置采用?？伞吧窆P”常有，“馬良”卻不常有，設(shè)備已有，但專業(yè)人員卻急缺。

何不送一個(gè)“馬良”？

宋立軍教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)的3D打印過(guò)程采用智能監(jiān)測(cè)及智能控制技術(shù)，就像給加工設(shè)備裝了一個(gè)“大腦”，讓它能夠更智能的監(jiān)測(cè)加工狀態(tài)并及時(shí)作出調(diào)整，機(jī)器可以懂的自己該做什么，便能更好地應(yīng)用到生產(chǎn)領(lǐng)域。