从车床工起步，他用增减材一体化造了个世界第一金属件

就在上个月，我国将三名中国宇航员送入太空中属于中国自己的空间站，这是航天史上里程碑式的大事件！很多国家都对中国航天事业取得的巨大成功赞叹不已。

在今年航空工程中，还有一项重大突破值得关注：国家增材制造创新中心、西安交通大学卢秉恒院士团队利用电弧熔丝增减材一体化制造技术，制造完成了世界上首件10m级高强铝合金重型运载火箭连接环样件，在整体制造的工艺稳定性、精度控制及变形与应力调控等方面均实现重大技术突破。

10米级超大型铝合金环件是连接重型运载火箭贮箱的筒段、前后底与火箭的箱间段之间的关键结构件。该样件重约1t，创新采用多丝协同工艺装备，制造工艺大为简化、成本大幅降低，制造周期缩短至1个月。目前，采用增减材一体化制造技术成功完成超大型环件属国际首例。

今天特斯哥想带大家了解的，便是引领这项成就，有着中国3D打印“教父”之称的卢秉恒。

个人简介

卢秉恒，机械工程专家。安徽省亳州市人。我国3D打印技术开拓者之一。1967年毕业于合肥工业大学机械制造工艺与设备专业，1986年获西安交通大学机械制造与自动化专业博士学位。现任西安交通大学机械工程学院院长、教授、博士生导师，北京大学工学院兼职教授。

卢秉恒院士长期致力于先进制造技术的研究，主要开展了增材制造等方面的科研和教学工作。开发了国际首创的紫外光快速成型机及具有国际先进水平的机、光、电一体化快速制造设备和一系列快速模具制造技术。

先后主持“九•五”、“十•五”国家重点科技攻关项目及国家自然科学基金、973课题等重大重点项目20余项，发表论文300余篇，获发明专利30余项，实用新型专利3项。

从一线工人到工程院院士，中国3D打印技术领军人卢秉恒一路开启他的“破壁”人生...

“我觉得我这一生都受益于在工厂工作的十一年，它没有白过。”

1967年，大学毕业后的卢秉恒被分配到一间工厂里做车床工人，这一干就是五年有余。随后他迎来了第一次被提拔：到家属工厂主管技术。“管理的一百多个家属工，有三分之一都不识字。”“但是我学习的东西在这里逐渐得到了应用，我学习制造工艺，设计了卡具，包括开动机床都可以教他们，最后形成很好的效益。”

改革开放之初，卢秉恒已是两个孩子的父亲，他顶着生活的压力，考取了西安交通大学研究生，师从顾崇衔教授，直到博士毕业。

“我觉得我这一生受益于工厂的11年经历，我觉得没有白过。”卢秉恒说，在工厂的经历帮助他更有底气地参与研究工作。在他准备硕士论文实践时，200多个实验装置工件，最初联系的工厂一个多月都无人问津。他便决定自己开车床，只用2个夜班的时间便完成所需的工件，最终顺利完成论文。

“这项技术将会给中国产业发展带来深刻的影响！”

1992年，卢秉恒前往美国密歇根大学做高级访问学者及合作研究，在美国做汽车两毫米工程控制，学习如何提升汽车制造质量。在一次参观美国汽车模具企业时，发现对方采用了一种新型的模具制造技术设备，即CAD（计算机辅助设计），模型输进去就可以把原型做出来。快捷而且节约成本，这种技术被称为快速成型。

*快速成型技术开发始于八十年代末期，1987年美国做出了第一台样机，并将其应用于汽车零部件开发，随后日本也掌握了这项技术。

卢秉恒意识到，这项技术将会引发一场科技发展的革命，给中国的产业发展带来深刻的影响。然而此时的卢秉恒已经48岁，无论是放弃以往多年的知识和经验积累的优势，转向一个陌生的研究领域，还是国外的技术壁垒制约，以及研究资金的缺乏，都让他的3D打印之路困难重重。

困难重重，那就从头开始

卢秉恒没有退缩。在自信缺乏的情况下，他决定先进行软件开发，再进行样机的制造。在制造的过程，激光器作为核心部件，需要3万美元，这在当时无疑是一笔天文数字。买不起国外已有设备和材料，怎么办？

穷则思变，买不起3万美元的激光器，卢秉恒带领科研组试着造出一台紫外光激光器，只花了3万元人民币；买不起2000元人民币1公斤的树脂材料，卢秉恒就找到了化工学院的两个教授，共同开发出光敏树脂，每公斤成本只要100元。

卢秉恒从原理开始验证，把纸剪成一个圆形，模拟每一次CAD破面，用紫外光来照射，使下面的光密树脂固化。一步步地尝试、验证，最终研制出国际首创的紫外线灯快速成型机。

“我们有信心，提前10年实现增材制造目标”

自1993年以来，卢院士在国内率先开拓“光固化快速成型制造系统”研究，开发出了具有国际先进水平的机光电一体化快速制造设备及专用材料，形成了一套国内领先的“产品快速开发系统”。

其中5种设备、3类材料已经形成产业化生产，国产化率由0%提高到80%-90%，且有些技术及参数与国外相比，具有突破性。目前我国自主研发的3D打印设备与技术，多应用于航空航天、医疗等行业，如航空发动机的机匣、飞机发动机的一部分零件、火箭的推进器的燃料储箱等。卢秉恒院士团队将投入下一代火箭，9米多的运载火箭连接环的研发。

相比国外，我国3D打印研究起步并不晚，在航空航天和医疗领域的3D打印技术应用上，我国还走在世界前列。但产业发展太慢、企业规模不足，和国外相比仍然有不小的差距。卢秉恒说，“我们有信心在‘中国制造2025’计划中，提前10年实现以3D打印为代表的增材制造目标，与美国并驾齐驱”！

*文章内容整理自中国工程院百科、人民网《百年科技强国梦》、开讲啦、科技名家风采录

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