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英国皇家工程院院士:用3D打印房子和飞机,最重要是材料

日期: 2018-06-20
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“要做到制造创新,哪些是重要的?其中有一块就是材料。”6月17日,第五届世界3D打印技术产业大会在南海区大沥开幕。会上,英国皇家工程院院士、新加坡工程院院士Seeram Ramakrisnna分享了“3D打印重新定义制造业”这一主题,他认为科技创新将为世界带来的可持续发展,而材料的创新一定是最核心的,其次是应用创新。

英国皇家工程院院士:用3D打印房子和飞机,最重要是材料

一直以来,Seeram Ramakrisnna带领团队在材料创新方面做了许多工作。他认为 3D打印未来的潜力是非常庞大的,现在主要的限制因素是打印耗材不够多样化。而要保持世界3D打印快速发展的速度,尤其在中国,“我觉得重要的是要保持在材料方面的创新。”演讲中,Seeram Ramakrisnna多次强调材料的重要性,这直接影响到3D打印的房子与飞机。

在Seeram Ramakrisnna看来,包括3D打印在内的科技创新,能够带来最好的智能制造,因为整个过程都是零污染,可控的。

英国皇家工程院院士:用3D打印房子和飞机,最重要是材料

以下为Seeram Ramakrisnna发言实录精选:

从全球的经济趋势来看,大家都在寻求一种转型。那3D打印到底能给我们带来什么?我们知道,制造业要转型,必须要借助新的工具。制造创新很重要,中国有一句古话叫“工欲善其事必先利其器”。要做到制造创新,哪些是重要的?其中有一块就是材料。新的材料创新和新材料可以为我们带来全新的应用场景和技术。

英国皇家工程院院士:用3D打印房子和飞机,最重要是材料

在材料创新上,我带领的团队在研发方面做了很多工作,例如,铜纳米的粉末材料的研发。这种材料的特征是呈现出橙黄色和黑色之间的颜色金属材料,它具有很强的发散性。我们知道,金属材料正因为具有良好的发散性,它才能够在金属粉末打印的时候非常平滑,而且每个颗粒的型号大小都非常均匀,还可以进行几何式分布,能够适应于很强的结构,也可以适应于低的烧结温度,这些都是很重要的特性。由于有这种重要特性,就可以适用多个领域。

有这么好的材料做工具,我们可以设想一下接下来可以用于打印什么呢?医学领域是其中一个应用领域,用来打印脑部结构、心脏结构、髋关节的关节盖、韧带等等,这些全部都能够给你模拟打印出来。

英国皇家工程院院士:用3D打印房子和飞机,最重要是材料

3D打印一路走来不容易,从原来概念设计提出的2D到3D,未来又是什么呢?3D就是终结了吗?应该不是,制造将越来越复杂,它也将应用于更复杂的设计。比如下颌骨都能够打印出来,同时可实现私人定制,客户想要什么,我们就帮他达成什么。

这就是科技创新为我们带来的可持续发展,而3D打印就是其中的一块,我们从原来的碳材料到现在的新型材料比如合金金属粉末来作为耗材,还有创新的增材等等,这些都能带来最好的智能制造,因为几乎是零污染,因为整个过程是可控的。

英国皇家工程院院士:用3D打印房子和飞机,最重要是材料

3D打印未来的潜力是非常庞大的,现在主要的限制因素是打印耗材还不够多样化。如果能够做到打印耗材多样化,微型结构上做得更优越,我们也能够管控得够好,这样3D打印技术就能够应用于所有行业。未来,不仅吃的、用的、穿的、行的,我们工作、生活的方方面面都可以运用3D打印来实现。

要保持世界3D打印快速发展的速度,尤其在中国,我觉得重要的是要保持在材料方面的创新。材料的创新一定是最核心的因素,处于最核心的地位。其次是应用创新方面,即如何把好的材料创新应用到所有的领域当中。

英国皇家工程院院士:用3D打印房子和飞机,最重要是材料

经过过去几年的发展,3D打印现在到了一个重要的转型阶段。比如,高端行业里的光学聚合物、金属喷雾、烧结、面板覆膜、金属机床等等都是3D打印应用的重要领域,包括未来还可用3D打印“打印”飞机、“打印”可以住上50年的房子,这些都是金属粉末材料的应用场景。在这里头,我们看到金属粉末将会有一段时间占据整个行业的最核心地位。

同时,增材多样化的发展,使3D打印可以应用于航空器等多个领域,包括医学方面的应用。如果就3D打印产业的规划来说,医疗绝对是一个重要领域之一,它可以提供多个方面例如骨骼、牙科、人体器官的模拟的应用。

英国皇家工程院院士:用3D打印房子和飞机,最重要是材料

其中应用的材料包括不锈钢、钛金属等等。钛金属粉末打印出来的品质非常高,可以应用于骨骼等等。例如在医学上要进行假体植入,这个假体要符合人的功能性需求,就必须要有生物的可适应性,第二无毒,第三不容易腐蚀,第四还要有设计感,第五还要具有多孔性,而钛金属粉末正好具有这种特性,是增材里面的“高富帅”。 除了材料外,增材技术的特性、电子丝纺技术的应用都能进一步扩展3D打印技术在医疗领域的应用。

对于3D打印这一高精尖的技术未来,我们非常乐观。第一,从设计的角度来说,3D打印对结构没有障碍。第二,对于整个供应链来说,3D打印能够提供更多的快速反应。第三,3D打印能够真正把需求和供应两方面结合在一起,甚至同一个实验室可以完成这一圣剑。第四,3D打印能够在医学方面进行更多模拟,帮助到病人。这4个要点促使我们认为整个3D打印技术在未来是非常可观的。

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