西安交大盧秉恒院士亮相央視《開講啦》暢談3D打印與智能制造

打印人體心臟、骨骼，這些原本只存在科幻電影中的場景也許在不久的未來就將變成現(xiàn)實(shí)�！堕_講啦》“智慧中國”系列節(jié)目2018年6月16日迎來了第三期邀請(qǐng)到的嘉賓是我國3D打印領(lǐng)域最早的研究者之一、也是我國3D打印領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物，中國工程院院士、西安交通大學(xué)教授盧秉恒。

上世紀(jì)90年代初，盧秉恒院士到美國密歇根大學(xué)做高端訪問學(xué)者，第一次在美國看到快速成型制造，甚為感觸。他敏銳地認(rèn)識(shí)到這將成為一種顛覆性技術(shù)。1993年歸國，已年近半百的他，立刻轉(zhuǎn)換自己多年的研究方向，帶著博士生們?cè)诤喡膶?shí)驗(yàn)室開始了對(duì)快速成型制造這一完全陌生領(lǐng)域的艱苦研發(fā)歷程。經(jīng)調(diào)研后，他把團(tuán)隊(duì)的研究重點(diǎn)調(diào)整到了SLA技術(shù)（光固化快速成型）上。面對(duì)國外技術(shù)壁壘和國內(nèi)資金缺乏的困難，他另辟蹊徑，開發(fā)出具有國際首創(chuàng)的紫外光快速成型機(jī)以及有國際先進(jìn)水平的機(jī)、光、電一體化快速制造設(shè)備和專用材料，形成了一套國內(nèi)領(lǐng)先的產(chǎn)品快速開發(fā)系統(tǒng)，把快速成型機(jī)的國產(chǎn)率提升到了80%-90%，極大推動(dòng)了我國制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)步。

盧秉恒院士介紹3D打印

3D打印開拓了個(gè)性化定制的新時(shí)代，只要有想法、有創(chuàng)意，3D打印就能將其打印實(shí)現(xiàn)。我國3D打印技術(shù)雖然起步較晚，但針對(duì)國際上的主流技術(shù)，我國都已開展研究，并在航空航天和醫(yī)療領(lǐng)域的3D打印技術(shù)應(yīng)用上走在世界前列，未來3D打印還有更廣闊的前景。那么到底什么才是3D打��？3D打印又將如何助力智慧中國的建設(shè)？

演講一開始，盧院士就說3D打印的概念其實(shí)最早出現(xiàn)在中國。原來中國的長城就像現(xiàn)在的增材制造，是一層一層疊加起來的。這也正是3D打印的工作原理：以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層堆疊累積的方式來構(gòu)造物體。從點(diǎn)到線，從線到面，從面到體，將打印材料一層層疊加起來。盧院士還給出了一個(gè)形象的比喻，3D打印就像是燕子壘窩，銜泥巴一點(diǎn)一點(diǎn)壘起來一樣。

盧秉恒院士定義5D打印

盧秉恒院士指出，我國3D打印技術(shù)雖然起步較晚，但針對(duì)國際上的主流技術(shù)，我國都已開展研究，也在特殊領(lǐng)域開發(fā)了領(lǐng)先國外的裝備。3D打印開拓了個(gè)性化定制的新時(shí)代，任意材料、任意批量、任意復(fù)雜結(jié)構(gòu)、任意場合、任意工業(yè)領(lǐng)域都有它的施展空間，只要你有想法、有創(chuàng)意，3D打印就能將其打印實(shí)現(xiàn)，對(duì)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制造模式的創(chuàng)新具有非常重要的意義。

作為科技界的“當(dāng)紅明星”，3D打印已遍及航空航天、醫(yī)療、食品、服裝、玩具等各個(gè)領(lǐng)域，在拓展自身領(lǐng)地的同時(shí)，也潛移默化地改變著人們對(duì)制造業(yè)的觀念。盧院士在節(jié)目現(xiàn)場也帶了幾個(gè)3D打印的物品。3D打印的心臟模型，幫助醫(yī)生更好地求助了一個(gè)七個(gè)月大的心臟病患兒；3D打印的鐘表模型是老師上課最好用的道具；還有3D打印的無人機(jī)的微型發(fā)動(dòng)機(jī)。盧院士表示，雖然我們現(xiàn)在還沒完全掌握飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)制造技術(shù)，我們計(jì)算機(jī)的芯片百分之九十幾的都要進(jìn)口，但是隨著3D打印技術(shù)不斷發(fā)展，中國的“心臟病”也得到改善。 3D打印因?yàn)槟芡瓿梢惑w化制造，在航天航空方面起到非常大的作用。比如我們C919的那個(gè)將翅膀和機(jī)身連接起來的大梁就是3D打印出來的。

中國人“發(fā)明了”3D打印

很多人會(huì)問：“3D打印出現(xiàn)了，那還會(huì)有4D打印嗎？”盧院士回答說不僅有4D打印，還會(huì)有5D打印。而所謂的5D打印就是隨著時(shí)間的改變，它的功能還會(huì)發(fā)生改變。比如打印人體器官，打印好一個(gè)框架后在里邊復(fù)合上我們?nèi)梭w的細(xì)胞，在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境下就向不同的組織進(jìn)行轉(zhuǎn)化，最后就轉(zhuǎn)化成一個(gè)自己的器官。主持人小撒也驚奇地表示，那是不是可以打印出一個(gè)小孩，二十年后大學(xué)就畢業(yè)了。而盧院士的想法更大膽，如果小孩裝上一個(gè)智能芯片，不是二十年，可能是兩年就畢業(yè)了。這樣科幻的未來你是不是很期待呢？

5D打印人體器官

未來，3D打印在太空制造也將會(huì)有廣泛應(yīng)用。如果空間站的零件壞了，我們就可以直接在空間站里打印出來，現(xiàn)場更換，不再需要從地球上發(fā)射上去了。也許我們還能在太空中打印我們地球上所需要的產(chǎn)品和裝備，這樣就節(jié)省了地球的空間和資源。目前，盧秉恒所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)在航空航天和醫(yī)療領(lǐng)域的3D打印技術(shù)應(yīng)用上走在世界前列，在大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的航天裝備、醫(yī)用器械已經(jīng)有了突出的成果和顯著的效果。

盧秉恒院士講解太空3D打印優(yōu)勢

對(duì)于3D打印技術(shù)和智能制造的未來，盧秉恒院士表示，3D打印正在走向材料的形狀和結(jié)構(gòu)隨時(shí)間變化、智能材料與結(jié)構(gòu)的主動(dòng)調(diào)控技術(shù)，未來可能是高性能合金構(gòu)建的增材制造，復(fù)合材料與復(fù)合結(jié)構(gòu)3D打印，智能材料主動(dòng)調(diào)控、具有生長性和生物活性的生物3D打印技術(shù)方面發(fā)展；在材料方面，從數(shù)值到金屬材料、到陶瓷材料、到生物活性材料；在產(chǎn)業(yè)方面，從重視裝備到各領(lǐng)域的應(yīng)用以及尖端科技帶來的顛覆性的變化。

在互動(dòng)環(huán)節(jié)，一位青年代表帶來了河南三門峽的特產(chǎn)蘋果給盧院士品嘗。原來盧秉恒院士在大學(xué)畢業(yè)之后先去了河南三門峽的工廠做工人，這一做就是十年。而在他34歲已成家立業(yè)，當(dāng)上廠長的時(shí)候，卻毅然考取西安交大研究生，既是遠(yuǎn)見，更是魄力。他勉勵(lì)現(xiàn)場的青年學(xué)子，要保持對(duì)新事物的興趣，這是科學(xué)求索的第一步；要把個(gè)人理想緊緊融入到國家和民族事業(yè)中去。

盧秉恒院士的日程表

盧秉恒院士的博士生方學(xué)偉向現(xiàn)場觀眾展示了導(dǎo)師近一個(gè)月的行程表，足跡遍布法國、北京、上海、深圳、南京、西安等地。方學(xué)偉介紹說，盧秉恒院士年過七旬，心臟放了五個(gè)支架，依然奮戰(zhàn)在科研的第一線，不是在實(shí)驗(yàn)室，就是在出差的路上，他的工作節(jié)奏和強(qiáng)度一般小伙子都跟不上。盧院士卻笑著說：“這可能是一種責(zé)任在肩的激發(fā)態(tài)吧�！�

來自中國航天科技集團(tuán)的一線工人和清華大學(xué)的學(xué)生在交流時(shí)提問，如何在現(xiàn)實(shí)與理想面前做選擇。盧秉恒院士向現(xiàn)場觀眾講述了自己艱辛的求學(xué)之路，34歲已成家立業(yè)，毅然考取西安交大研究生，既是遠(yuǎn)見，更是魄力。他勉勵(lì)現(xiàn)場的青年學(xué)子，要保持對(duì)新事物的興趣，這是科學(xué)求索的第一步；要把個(gè)人理想緊緊融入到國家和民族事業(yè)中去，相信你會(huì)有自己正確的選擇；在平凡的崗位上做平凡的事情，耐得住寂寞，有執(zhí)著和韌勁，就能成為平凡崗位上的不平凡者。在開啟偉大征程的新時(shí)代，廣大青年學(xué)子要不忘初心、牢記使命，立足國家重大戰(zhàn)略需求，勇于擔(dān)當(dāng)、敢于作為，用汗水和激情譜寫奮斗的青春。