中國(guó)3D打印“第一人”顏永年的從業(yè)故事(2)
1998年,顏永年將快速成形技術(shù)引入生命科學(xué)領(lǐng)域,提出了“生物制造工程”概念。關(guān)于這項(xiàng)技術(shù),他講了這樣一個(gè)故事。曾經(jīng)有一位小伙子因?yàn)橐馔馐チ艘恢欢洌捎谶@個(gè)缺陷,許多年小伙子都找不到女朋友,他非常痛苦。直到有一天他從新聞里得知有一種新科技能再造人體器官,于是興沖沖地找到了顏永年,講出了自己的訴求,希望顏能幫他彌補(bǔ)缺陷,再造一只耳朵。小伙子的述求促使顏永年所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)開發(fā)一種技術(shù):依據(jù)小伙子另一個(gè)完整耳朵的形狀制作了一個(gè)具有生物相容性(材料)的逼真的耳廓支架,然后植入人體缺陷耳部,其外部包裹上一層活的表皮,通過一段時(shí)間的生長(zhǎng)與頭部連接在一起。雖然內(nèi)核是無生命的生物材料,但表皮卻生長(zhǎng)了末梢神經(jīng),這只耳朵還是有觸感的。不僅美觀,還能有知覺,實(shí)在令人驚嘆不已。除了表皮細(xì)胞可以再造,這支團(tuán)隊(duì)還制造出了完全可以實(shí)現(xiàn)替代功能的人造骨骼、血管,甚至是心肌,為許多病患帶來了康復(fù)的福音。
由于國(guó)家重型裝備制造業(yè)發(fā)展需要,雖然對(duì)快速成形技術(shù)非常癡迷,但在2000年之后,顏永年還是不得不調(diào)整工作重點(diǎn),將研究方向轉(zhuǎn)回了壓機(jī)領(lǐng)域。他自己雖然抽身離開了,但他的學(xué)生們以及兒子卻一直都在快速成形技術(shù)領(lǐng)域繼續(xù)努力。原本由顏永年擔(dān)任董事長(zhǎng)的殷華公司,作為種子,開花結(jié)果,成為國(guó)內(nèi)能夠提供快速成形設(shè)備與服務(wù)的為數(shù)不多的企業(yè)之一。就在不久前,他們剛剛推出了新一代桌面三維打印機(jī)UP!成為了業(yè)內(nèi)首個(gè)微型三維打印機(jī)產(chǎn)品的生產(chǎn)者。
對(duì)顏永年技術(shù)的延續(xù)還不止于此,在距離北京幾千里之外的廣東佛山,一家名為峰華卓立制造技術(shù)有限公司的企業(yè),也在使用著清華團(tuán)隊(duì)的技術(shù)。不同于太爾時(shí)代側(cè)重于輕工領(lǐng)域,這家企業(yè)主要應(yīng)用無模鑄型快速制造技術(shù),更多地為重工業(yè)領(lǐng)域服務(wù)。一汽集團(tuán)就曾因需要開發(fā)一款新型的發(fā)動(dòng)機(jī)而找到了他們。由于發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和缸蓋內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,依靠傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造方法,僅制造鑄造模具、修改模具等環(huán)節(jié)就需要近半年的時(shí)間,而且發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部存在多處自由曲面,采用傳統(tǒng)方法制造很難保證曲面精度。而峰華卓立采用無模鑄型快速制造技術(shù),先通過三維立體制造技術(shù)制作出用于鑄造的砂型(無木模砂型),再澆鑄成發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體和缸蓋。通過層疊堆積的方式制作出的砂型不但可以極大地保證模具精度,完美體現(xiàn)設(shè)計(jì)者意圖,更為重要的是,大大節(jié)省了時(shí)間。如果運(yùn)用傳統(tǒng)方法,從設(shè)計(jì)到開模再到制造出成品大約需要六個(gè)月時(shí)間,而采用無模鑄型快速制造技術(shù),總體計(jì)算下來僅需一至兩個(gè)月,大大縮短了新品的開發(fā)時(shí)間。并且,與傳統(tǒng)開模方法相比,成本下降了許多。正是依靠這諸多優(yōu)勢(shì),許多汽車制造企業(yè)與發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)都成為了峰華卓立的合作伙伴,其中不乏玉柴、東風(fēng)、華晨、長(zhǎng)城等業(yè)內(nèi)知名的企業(yè)。
快速成形技術(shù)雖然在諸多領(lǐng)域都顯露出了巨大的潛力,但顏永年卻對(duì)近期媒體廣為宣傳的“3D打印技術(shù)將改變世界”的說法并不十分完全認(rèn)同。在他看來,現(xiàn)在的3D打印技術(shù)還存在幾個(gè)方面的問題:首先,產(chǎn)品性能現(xiàn)在還達(dá)不到許多高端金屬結(jié)構(gòu)件的要求,如高溫、重載、沖擊等極其嚴(yán)酷的工況,還需要配合后續(xù)的致密性處理,如等靜壓處理等;其次,制造精度與制造效率的平衡問題還有待解決。現(xiàn)在,增材制造在非金屬材料制造方面已經(jīng)取得了許多成績(jī),但是在金屬材料方面還存在很大缺陷,粉末堆積成形沒有問題,但是成形產(chǎn)品的韌性與強(qiáng)度等都有待進(jìn)一步提高。“然而畢竟三維打印為我們開創(chuàng)了一條金光燦爛的、前途光明的制造新路。”顏永年說。
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