“世界最大激光3D打印機(jī)”誕生在大連！這則消息令人振奮，也引發(fā)了更多人對3D打印技術(shù)的好奇。近日，本報記者趕赴大連，對該機(jī)器的研發(fā)主力——大連理工大學(xué)姚山教授進(jìn)行了專訪。據(jù)悉，這個世界最大激光3D打印機(jī)最快將于本月底調(diào)試完畢，正式“上崗”工作。

    大連理工大學(xué)研發(fā)的世界最大3D打印機(jī)及打印的成品。

    談經(jīng)歷：十年前結(jié)緣3D打印

    10年前，如果提起“3D打印”這個詞，你也許會覺得很陌生。但是從2002年起，大連理工大學(xué)材料工程系姚山教授就開始從事相關(guān)技術(shù)的研究了，直到近日有媒體爆出其研發(fā)的“世界最大激光3D打印機(jī)”已進(jìn)入調(diào)試階段，姚山這個名字才被人們所熟知。要想了解他與3D打印機(jī)的故事，還要從他所研究的鑄造行業(yè)說起。

    姚山回憶，自己讀本科時選擇的就是鑄造專業(yè)，讀研究生時他仍沒有放棄該專業(yè)，那時工業(yè)3D打印技術(shù)在國內(nèi)還不被人所熟知。2002年，他帶相關(guān)專業(yè)方向的研究生時開始與3D打印技術(shù)結(jié)緣。那時，他的團(tuán)隊(duì)只是搭建了一個簡單的實(shí)驗(yàn)平臺。雖然它的工作原理基于三維模式，有自己的運(yùn)動軸，也有千斤頂在做Z向運(yùn)動，但是并不能稱其為3D打印機(jī)，準(zhǔn)確的應(yīng)該叫做“選擇性激光燒結(jié)運(yùn)行機(jī)構(gòu)”。

    經(jīng)過兩年的時間，姚山及他的團(tuán)隊(duì)已研制出三臺相關(guān)設(shè)備，2004年直到第三臺設(shè)備面世，3D打印理念才粗具規(guī)模。這臺設(shè)備與之前的設(shè)備最大的不同就是其采用了激光快速成型的新方法，其主要工作步驟分為Z向分層、激光單層輪廓掃描、形成失效分割線、逐層掃描并疊加、材料整體加熱固結(jié)、固結(jié)件分離成型等。在姚山看來，因?yàn)橛辛酥包c(diǎn)點(diǎn)滴滴的努力與改變，才會有即將正式面世的“世界最大激光3D打印機(jī)”。

    談初衷：并不是為了追求最大而做的

    姚教授表示，目前這個世界最大激光3D打印機(jī)還在調(diào)試階段，最快將在月底完成調(diào)試，正式投入生產(chǎn)。這個世界最大激光3D打印機(jī)有哪些優(yōu)勢呢？

    姚教授向記者介紹：首先，打印方式特別。這個3D打印機(jī)是基于“輪廓失效”的激光三維打印方法，使用這種加工方式可使其加工時間縮短35%，制造成本降低40%。其次，打印速度快。姚教授給記者舉了一個例子，在加工條件相同時，原材料都為覆膜砂，同時加工一個直徑為100mm的小球，那么在理論上這個3D打印機(jī)的打印速度將是普通3D打印機(jī)的80倍，即使加上一些其他因素，其打印速度也是一般3D打印機(jī)的5-15倍，而這個數(shù)據(jù)已經(jīng)是非常保守了。另外，隨著打印物體尺寸增加，兩者速度差距也會增加，也就是說，如果小球的尺寸增加10倍，那么其速度也會增加10倍。第三，加工尺寸大。僅從工業(yè)3D打印機(jī)來講，國外設(shè)備的加工尺寸不會超過1米，國內(nèi)的主體設(shè)備的加工能力也在1米以內(nèi)，而這個打印機(jī)最大加工尺寸將達(dá)到1.8米。

    姚教授表示，自己一直在做鑄造方面的研究，也與一些廠家合作做過幾個工業(yè)用的3D打印機(jī)。“在做這個3D打印機(jī)之前，我與合作企業(yè)最終的目標(biāo)是要做3-4米高的工程輪胎，而想做這么大的輪胎就需要輪胎的模塊，那么這種工程輪胎每一個模塊的長度就要達(dá)到1米多，所以就需要一個與其匹配的鑄型。我最初的想法也很簡單，當(dāng)時就需要這么一個3D打印機(jī)，然后以覆膜砂為原料直接打出沙型，再澆筑金屬之后就為將來的工程輪胎做出了模塊。雖然我也清楚這個3D打印機(jī)一旦面世就是世界最大激光3D打印機(jī)，但我確實(shí)不是為追求最大而做的。”

    談前景：3D打印機(jī)主要服務(wù)鑄造業(yè)

    目前來看，這個即將投入生產(chǎn)的世界最大激光3D打印機(jī)主要的服務(wù)方向?qū)⑹氰T造業(yè)，其使用的原材料也是工業(yè)常見的覆膜砂，那么今后這個設(shè)備的原材料可否被別的材料替代？姚教授表示，雖然在研制這個3D打印機(jī)的時候主要考慮所用的原材料是覆膜砂，但是市面上其他粉末狀材料也可以作為其原材料，但加工速度就會受到一定影響。

    姚山的想法其實(shí)很簡單，既然一開始與鑄造結(jié)緣，那么就要堅(jiān)持做下去，就算是其研制的世界最大激光3D打印機(jī)在他看來也是與鑄造業(yè)共存的。他跟記者講，不管是從分析的角度還是實(shí)際與工業(yè)結(jié)合來看，3D打印技術(shù)50%以上都會與鑄造結(jié)合。