卢秉恒院士表示，当前正是3D打印技术投入的机遇期，3D打印“不是炒得过热，而是对其认识不足，我国很多部门还处于犹豫不决的状态”。

在他看来，3D打印目前正在从起步期过渡到发展期。该技术在中国进行产业化后，传统的工艺流程、生产线、工厂模式、产业链的组合，都可能面临深度调整。

两年前，曾有人问，3D打印技术能否推动第三次工业革命。“我当时觉得要慎重。”卢秉恒回忆说，“但现在往回看，3D打印对各种产品的整体设计产生如此巨大的影响，有可能就是推动第三次工业革命的契机，是最符合德国工业4.0理念的一项技术。”

他以美国为例介绍说，美国通用公司利用3D打印技术，将原有20个零件的发动机喷嘴集成一个零件，仅这一项就减重25%，使发动机的效率提高15%。

对此，卢秉恒表示，过去，一代发动机的研发需要几亿美元甚至十几亿美元，现在一个零件就能推动新一代发动机的发展。

根据卢秉恒给出的数据，预计到2021年，全球3D打印技术的直接收入将达到108亿美元。到2030年，3D打印技术的延伸效益将达到6000亿～12000亿美元。

很多国家已经看到3D打印技术带来的产业发展契机。美国总统奥巴马近一两年来5次提到先进制造技术，其中增材制造位列第一。韩国政府不仅成立3D打印工业发展委员会，而且规划到2020年培养1000万人掌握3D打印。

韩国为何出台如此重大的国家决策？卢秉恒解释说，韩国认为自己在IT产品领域的地位受到中美两国的动摇，因此“要抓住下一个机遇——3D打印”，力争让培养出的1000万人在社会各领域都能应用3D打印技术。

“3D打印技术可以培养全民创新精神，尤其是青少年，如果从小接触创新设计、机械制造，那么将对中国发展实体经济和培养创新思维有着深刻的意义。”卢秉恒表示。

近年来，我国在飞机大型钛合金主承力件打印方面取得突破性进展。研制出的钛合金整体框、C919接头窗框等金属零部件，引起世界各国关注。但我国在3D打印技术的产业发展方面，还尚显不足。

“中国的3D打印技术起源于高校，后来产业发展的资金基本上都是依靠自我积累，因此3D打印产业发展非常缓慢。我们的3D打印设备企业总量仅为跨国公司的2%～3%，服务型公司的规模也基本相当于国外的几十分之一。”卢秉恒指出。

为此，他建议，在制定中国增材制造路线图时，应积极吸引我国金融界参与先进制造技术的发展。“如果两者脱节，新的技术就得不到很好地发展。”

“现在正是3D打印投入的机遇期，必须抓准新一轮科技革命和产业变革的机遇，不能等待、观望，也不能懈怠。”卢秉恒呼吁道。

（新闻来源：中国科学报，图片来源：网络）

该项目将重点研究激光3D打印技术在飞机部件制造中一次打印成形、减少加工余量以及材料在成形过程中变形等难题。由西北工业大学凝固技术国家重点实验室承担项目的样件制造，空中客车公司则承担样件的测量和评估工作。近两年来，被认为推动了第三次工业革命进程的3D打印技术已经迅速成为媒体关注的热点。其中，西北工业大学凝固技术国家重点实验室是一所在国内外凝固领域实验室中研究队伍规模最大、覆盖面最广、综合性最强的实验室，备受业界肯定与关注。

作为该重点实验室主任的西北工业大学教授黄卫东，不仅开拓了高性能致密金属零件激光立体成形技术研究新领域，形成了完整的激光立体成形科学基础、制造工艺与装备技术，而且已经应用于先进飞机和发动机高性能复杂结构金属零件的快速成形与修复，解决了国家高新工程中一大批急迫的技术难题。

从1999年至今，黄卫东担任西北工业大学凝固技术国家重点实验室领军人已有15个年头。作为中国铸造学会理事长与自然科学基金委员会金属学科评审专家，他的主要研究领域便包括高性能致密金属零件的激光快速成形技术。对于此次与空中客车公司的合作，黄卫东接受记者专访时说：“激光立体成形是一种金属高性能增材制造技术，我们的目标是运用这种新技术来实现材料的最高力学性能，这是一种非常苛刻的要求。”黄卫东表示，长期以来自己最关注的问题之一便是——如何让飞机的金属结构件又轻又强且可靠。“航空航天结构件发展的永恒需求之一是减重，实现减重有一条永恒的技术路线，即整体化。” 所谓整体化是指，将原本由很多零件组装形成的部件在制造环节直接做成整体部件。黄卫东指出：“但是，这种整体件结构通常相当复杂使得制造的难度加大，同时由于采用强度、韧性非常高的高性能材料而进一步增加制造难度，仅依靠传统技术实现不仅难度大，而且成本也非常高。”

早在19年前，黄卫东便提出了能兼顾复杂形状和高性能的金属零件的激光立体成形新技术构思。但在当时的技术条件背景下，该前沿前瞻性的目标自提出伊始便遭到周遭的反对。“当时大家都认为这个目标根本无法实现，但我认为从理论上是可行的，所以便坚持去做。”黄卫东说。正是源自这份坚持，如今黄卫东和他的科研团队在这一领域已处于全球领先的行列。他表示：“为什么空客找我们合作？因为目前全球航空航天工业都希望应用3D打印技术来解决传统技术无法解决的问题，我们团队长期的研究积累被空客认为有可能率先取得突破。”

作为全国最高水平的凝固技术国家重点实验室，目前西北工业大学凝固技术国家重点实验室所研究的高性能3D打印也是凝固技术的延伸。黄卫东说：“凝固技术需要不断探索，我们希望能在前沿探索一些未来可能的新技术与新路径。” 在原本学习铸造专业的他看来，当代重大科学技术成就的取得愈发依赖不同学科间的交叉与融合，自己所从事的金属高性能3D打印尤其如此。“过去铸造行业并不使用激光，而且3D打印是数字化的热加工技术——这其中便涉及到激光与数字化技术，而研究人员原本的专业可能只是材料学。因此，我们都要花大力气去了解3D打印中的激光、计算机、数控甚至设计等技术，实现了不同专业的跨界与交叉。”黄卫东说。他认为，自己所从事的3D打印研究对于未来工业发展最重要之处在于，其带来了一种全新的理念。“这种全新的理念也包括将发生根本性变化的设计模式。3D打印带来了前所未有的跨学科融合，因此目前我下工夫最多的是与工业界，主要是航空航天工业界探讨基于3D打印技术更新传统的设计理念。”

过去设计多数屈从于落后的制造方式，久而久之便导致设计者的思维受到无形的束缚。黄卫东表示：“设计者们不敢去设想新的设计，所创造的都是经验性的旧设计。而3D打印几乎面对任何复杂结构都能制造出零件，所以现在设计人员可以甩开包袱，不用再担忧制造水平是否能实现自己的设计要求。”

3D打印技术的概念其实是很模糊，分为好多种，但是基本原理都叫做分层制造。就是把一个实体通过计算机软件切成很薄的一片，然后每一片都用某一种方法把它凝固醒来，固化之后层层叠加形成一个3D的实体，这是3D打印的基本原理。只不过固化的方法不同，我们可以分为很多很多方式方法，有的时候加水，有时采用光体固化的原理。其中我认为最有前景的一种是激光直接融化母材，使其固化叠加成型。这个技术的英文是Selective laser sintering（SLS），即“选择性激光烧结”，这个技术可以烧结非金属材料、复合材料、金属材料，将来还可以烧结陶瓷材料、生物材料等，所以这个技术的应用面在3D打印技术里应用最广，前景也是最好的，并且它的产品可以直接用在重大的产品上面，这是其他的技术达不到的。

华曙公司以及我本人一直从事着SLS技术，我们公司第一台SLS实验样机生产于2011年10月，第一台产品机在2012年2月份成功生产，8月份开始下线销售。我们第一台样机的基本原理得到了很好的体现，它实际上是通过两个缸体，一个缸体装原材料，另一个缸体就是成型的地方，通过某种方法把粉从原材料的缸扑到成型缸里面。每层的厚度大概在0.05毫米~0.1毫米之间，每层粉扑过以后，就通过激光把截面集融化，然后继续扑第二层，以此类推就把这个实体制造出来了。
3D打印机包括以下组成部分：
（1）独特的供粉系统，供粉系统采用单缸下送粉，逆向回粉，此结构为行业内首创。
（2）可移动式缸体，送粉缸、工作缸可移动，操作方便；同类型缸体可以互换，提高了设备的利用率；工作腔的高度不受缸体高度影响，改善了热场的设计。
（3）先进的激光系统，采用国外进口的二氧化碳激光器和GSI数字三维振镜系统，以及GSI最新推出的EC1000数字化振镜控制器。
（4）窗口镜装置，窗口镜采用独特的插板结构，操作简单便捷；全新的环形气帘设计，能更有效的保持镜片清洁。
（5）智能温控系统，采用辐射加热方式；特有的八区加热方式为行业内独创；各个加热区域可独立控制；实时的在线温度补偿系统。
（6）控制软件，图形化界面，操作简单；手动和自动控制方式自主选择，灵活性强；建造过程可实时修改建造参数和添加工件；特有的三维可视化监测，可靠、安全。
3D打印可以做出各种各样奇怪的东西，这也是3D打印的一大特点，就是对于制造的复杂性没有任何的要求，只要能画的出来就能够做出来。现在我们公司已经为汽车制造行业、电器行业、国防军工与航空航天、医疗行业、艺术设计、建筑行业等等制造部件。

汽车制造行业方面，我们做了很多发动机进气出气的管道。他们并不是用来做批量生产，而是在研发设计阶段中一些功能的验证，比如空气流量怎么样、气密性怎么样等等。同时我们还为方程式赛车提供零部件，在国外方程式赛车某些零件采用3D打印技术是非常普遍的。所以3D打印技术在汽车研发和特种汽车方面还是很有优势的，因为3D打印目前来说作为批量生产成本还是过高，特种汽车来说每年只生产几十至几百量，其中很多部件是不需要通过传统工艺方法去生产，因为做一个模具就要几十万，做出来也只能用几百次，这时通过3D打印生产这些部件是很有经济价值的。
此外3D打印技术可以提供无人机的很多部件，从叶片、油箱到无人机整体都可以打印出来，3D打印技术在国外大约有40%的应用是在航天航空领域。日常生活方面，我们跟一些设计公司合作，做出灯罩、钟表盘、手镯等等生活用品。
在工程机械领域，美国最大的3D打印应用技术公司，该公司其中10%的业务是来自工程机械的。我个人认为3D打印技术在工程机械领域的应用与其他领域相比是大同小异的，虽说工程机械是一个大块头，但也是由小部件组成的。这样3D打印就可以在工程机械部件研发阶段样品的生产制造范围得到应用，并且工程机械的生产制造不像大众消费的汽车上百万量的生产，在一年里工程机械的销量是有限的，这样中间用的很多部件其实是可以考虑不需要采用传统的方法去制造，用3D打印技术生产要比制造模具、夹具的有经济优势。