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【經濟日報】盧秉恒:增材制造技術的“拓荒人”

2021-11-17 12:46 / 查看:19

“他的時間都是以小時計算”。盧秉恒院士的學生邵金友教授告訴記者,盧秉恒院士最近正在組織推進工信部關于高性能難熔難加工合金大型復雜構件增材制造“一條龍”應用計劃項目的總結工作。“別看盧老師70多歲了,但以他的工作節奏和強度,一般小伙子未必能跟得上。”對此,中國工程院院士、西安交通大學教授盧秉恒笑著說:“這是一種責任在肩的‘激發態’吧。”

今年初,大型構件電弧熔絲增減材一體化制造技術研發獲得成功。這是一項面向未來運載火箭、空間站等大型化、整體化制造需求,解決大型構件成形組織性能精確調控與穩定無缺陷制造的重大關鍵技術。作為國家增材制造科技領域的奠基者和領軍人,把自己的研究應用到大國重器的科技戰略支撐上,是盧秉恒院士心中幾乎堅持了一個甲子的夢想。

今年76歲的盧秉恒院士,出生于安徽亳州一個書香之家。中學時代的盧秉恒,受到錢學森等著名科學家的影響,夢想“將來從事火箭發射工作”。但他22歲那年,剛從合肥工業大學本科畢業后就被分配到一間工廠做車床工。1979年,34歲的盧秉恒得知國家恢復研究生招生的消息,毅然放棄了廠長職位,報考了西安交大機械專業研究生,師從老教授顧崇銜,后來又繼續攻讀博士學位。

1992年,作為赴美高級訪問學者,盧秉恒在一次參觀汽車模具企業時,第一次看到快速成型3D打印技術在汽車制造業中的應用,他敏銳地意識到這一技術可以快速、低成本地實現新產品開發,能有效解決國內制造企業產品開發速度慢的問題。

1993年回國后,盧秉恒帶著4名博士生,面對的研發條件非常簡陋。當時對快速成型只有概念,沒有任何資料,只能通宵達旦一遍遍做實驗摸索。他們經常騎著三輪車滿西安市找機械廠加工關鍵部件,常常被實驗用的材料熏得眼淚鼻涕一大把,但大家都很拼,一心要做成。如今,回憶起當年艱苦的研發歷程,盧秉恒感慨萬千,“當時對快速成型設備只有概念,可以直接參考的資料不多,也缺乏引進設備的資金,許多東西只能通過實驗摸索”。

在缺資金的情況下,盧秉恒帶著博士生自己開發軟件、研發設備,除了買到的一些機械零配件,其他零件幾乎都是他們自己動手做出來的。機器上的激光器要3萬美元,他們買不起,就聯合兄弟院?;?萬元人民幣試制了一臺紫外光激光器。實驗用的特殊材料,國外進口的要每公斤2000元,而做一次實驗起碼要30公斤,國內材料當時還不成熟。盧秉恒就和化工學院共同開發出光敏樹脂,每公斤成本只要100元。至于開機床自己做試件,更是經常的事。最終,在科技部的資助和團隊的共同努力下,1997年底,第一臺3D打印原型機成功誕生。他們陸續研發的設備,均處于國內領先地位,達到國際先進水平。盧秉恒逐漸成為我國從事快速成型與制造技術的知名專家和帶頭人之一。

隨后,由他主持完成的“快速成型制造的若干關鍵技術及其設備”,獲2000年國家科技進步二等獎,這一技術應用在家電、汽車等產品開發中,使產品開發周期與費用降低為原來的30%以下,光固化3D打印技術基本實現完全國產化。隨著元器件的持續國產化,設備價格和使用成本也降到進口技術的10%以下。

自此,盧秉恒及其團隊在增材制造領域開疆拓土,勇往直前。盧秉恒團隊將這項技術應用于個性化醫療乃至農業灌溉領域。在國際上首次把3D打印應用于顱頜面骨的個性化制造,取得了國家醫療許可證等。此外,盧秉恒團隊還把3D打印技術拓展到生物制造、納米壓印光刻制造等技術領域的研究,取得了一系列重要成果。

隨著3D打印技術產業化的深入,盧秉恒團隊也將研究重心轉移到金屬、陶瓷等工程材料應用領域。2016年,他聯合10多家高校、企業,牽頭籌建了國家增材制造創新中心,為制造業提供更多的增材制造創新產業化技術。目前,他正帶領200余人的團隊實施“3D打印+”戰略,不斷為我國增材制造領域貢獻力量。

“年輕時我就夢想科技報國,現在趕上了國家發展的好機會,想盡力為國家多做些事情。”年逾七旬的盧秉恒院士依然奮戰在科研第一線。

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