6月14日，由中國高科技門戶ofweek維科網(wǎng)及高科會主辦，ofweek激光網(wǎng)承辦的“ofweek 2019（第十五屆）中國激光技術(shù)及工業(yè)應(yīng)用論壇”在深圳前海華僑城jw萬豪酒店正式舉辦。
在本次激光技術(shù)及工業(yè)應(yīng)用論壇上，南理工大學(xué)楊永強(qiáng)教授帶來了“3d打印制造技術(shù)未來”的主題演講。他為大家介紹了激光以及3d打印的發(fā)展歷程、3d打印的戰(zhàn)略意義、現(xiàn)狀以及典型工藝等內(nèi)容。
華南理工大學(xué)教授楊永強(qiáng)
以下為楊永強(qiáng)教授的發(fā)言內(nèi)容，ofweek激光網(wǎng)編輯做了不改變原意的整理及編輯。
演講原文：
給大家介紹一下， 3d打印技術(shù)和激光技術(shù)都是上個世紀(jì)出現(xiàn)的，1958年出現(xiàn)激光概念，到1960年就出現(xiàn)第一臺激光器。而3d打印概念實際上是在80年代中期才出現(xiàn)的，所以說3d打印的發(fā)展歷史更短，到現(xiàn)在只有30多年的時間。
我們把制造技術(shù)分為三大類，一是等材制造，二是減材制造，三是增材制造，也就是我們所說的3d打印。等材制造典型的代表技術(shù)是鑄造、鍛造，這個工藝其實在3000多年前已經(jīng)出現(xiàn)，它具有非常長的發(fā)展歷史。減材制造是以歐洲工業(yè)革命為代表，后來出現(xiàn)的加工機(jī)床，以及現(xiàn)在我們的cnc數(shù)控機(jī)床也有300年的歷史，所以現(xiàn)在在加工制造領(lǐng)域的技術(shù)是非常成熟。增材制造（3d打印技術(shù)）到現(xiàn)在才有30年的歷史，但是它的發(fā)展是非常迅速。
今天主要講解金屬材料的增材制造部分，也就是3d打印技術(shù)，在2001－2002年時，3d打印還處于實驗室階段，那時候，光纖激光器還不成熟，只能用半導(dǎo)體激光器做最初的金屬3d打印。
從發(fā)展到現(xiàn)在，3d打印又分了幾大類。從非金屬、液體到固體到粉末，應(yīng)該說代表了最先進(jìn)的3d打印技術(shù)里面的高端技術(shù)是以激光為熱源技術(shù)，包括激光立體成形、激光選區(qū)燒結(jié)以及激光選區(qū)熔化。其中，在金屬零件領(lǐng)域，3d打印又分以激光技術(shù)為熱源，包括鋪粉的激光選區(qū)、熔化送粉的激光立體成形等。除了激光之外，高能束里邊的電子數(shù)還有等離子體，甚至電弧都可以用做3d打印的一個熱源來進(jìn)行。
從國家層面來講，國家非常支持發(fā)展3d打印，2015－2016年便提出國家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的推進(jìn)計劃，2017－2020年是提升增材制造主要發(fā)展規(guī)劃，主要圍繞金屬增材制造的材料、以激光和電子束為主的金屬增材制造的裝備。
近幾年，廣東省對于激光和增材制造也非常的重視，對接國家的發(fā)展規(guī)劃，2018－2019年度發(fā)布四個“激光與增材制造”重大科技專項，平均每個專項2000萬左右，現(xiàn)在都已經(jīng)都塵埃落幕了。在今年制定方案中，不管是激光，還是3d打印，從國家到地方政府都加大支持力度，尤其是廣東省支持力度更高。
在增材制造設(shè)計方面，是從點到線，由線到面，一層一層這樣堆積起來的，所以它不受傳統(tǒng)制造工藝和制造資源約束，專注形態(tài)創(chuàng)意和功能創(chuàng)新，在制造改變設(shè)計前提下，追求創(chuàng)造無極限。以前只有設(shè)計師可以做創(chuàng)造的工作，現(xiàn)在我們只要會畫圖，每個人都可以做一個創(chuàng)客或者是一個創(chuàng)造者。所以說，3d打印給我們帶來新的機(jī)會。
在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面，過去減材制造用的材料都是實心的材料，而且不能有任何缺陷，然后加工，把不需要的地方去除掉以后就是我們需要的材料。但是在很多領(lǐng)域里面，尤其像航空航天，包括我們平常的工業(yè)領(lǐng)域里面，不一定用那么多材料，或者它的強(qiáng)度要求沒那么高。所以輕量化多孔結(jié)構(gòu)內(nèi)部的這種的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)升級是非常需要的。
今日設(shè)計明日制造為3d打印提供一個非常便利的條件，什么叫今日設(shè)計？過去今日設(shè)計像汽車的發(fā)動機(jī)的汽缸，想要做一款新的發(fā)動機(jī)，從設(shè)計到開模到砂型鑄造，最后把金屬的做出來，然后去試車，這個周期非常長，成本也非常高?，F(xiàn)在我們可以把它畫出來，并打印出一個模型，就可以直接去測試。過去一年只能做幾個車型，現(xiàn)在可以做很多。大家可以看到3d打印在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用是非常成熟的。
相對于傳統(tǒng)機(jī)加工切削銑， 3d打印作為一種材料堆積制造方式，可以制造各種復(fù)雜形狀（不受空間可達(dá)性影響），可以充分發(fā)揮材料的效能比，是未來綠色制造主要方式之一 。3d打印給我們的設(shè)計帶來便利，包括內(nèi)部復(fù)雜腔體成型、一體化成型等應(yīng)用。比如要做一個機(jī)構(gòu)，一個萬向節(jié)要12個零件才能組裝起來。而3d打印只要考慮它的連接的地方，就可以直接打印出來，他不是一個零件，是一個結(jié)構(gòu)，所以未來我們甚至可以把電機(jī)接上電它就能動了，就是個機(jī)器。

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