【正文】 短，也可以直接用。第二類是致密金屬構(gòu)建直接制造，美國從92年開始，現(xiàn)在看難度比較大。具體兩種方法，用激光或者電子束熔化沉積，例如這是零件，可以堆出零件，效率很高，好處是把材料和零件制造一體化。由于這個冷卻速度很快，所以他出來的一組材料都是高性能材料，不需要傳統(tǒng)的鑄鍛，后面需要進(jìn)行少量加工，周期成本都會顯著降低，也可以快速反應(yīng)。像今天設(shè)計完今天就可以編程序，明天就可以開始做，而以前可能提前一年就要做模具，需要很多時間，這是他的一些好處。方法二和剛才激光燒結(jié)完全一樣，只是把工藝提高一點，用非常細(xì)的激光束，電子束，對非常細(xì)的粉末，這個粉末必須細(xì)，一般50個微米以下，一般二三十個微米，以非?？焖俚膾呙?，最后得到非常小的零件，尺寸很小。為什么粉必須細(xì)？如果粉100微米，你做出的零件不可能比100微米更小，所以必須是超小束斑，超細(xì)粉，高速掃描，一般是一小時幾十顆，或者百十顆的水平。我個人認(rèn)為采用這種方法，通過熔化焊接的方法，堆焊的方法，去做一些大型的復(fù)雜構(gòu)件，這可能是增材制造未來的方向。第三類，吸引人的就是人體器官，這是在網(wǎng)絡(luò)上下載的照片，這是3D打印，裝的細(xì)胞，打印出來腎，打印出來細(xì)胞，打印出來膀胱，打印出來腸子，直接就能用，其實這是不可能的，所謂細(xì)胞打印就是打印到生物可降解然后去培養(yǎng)，即便這樣也是生物科學(xué)生物工程。重型裝備制造領(lǐng)地，包括一些南加工構(gòu)件領(lǐng)域，本質(zhì)上是重工業(yè)，一定程度上反映了國家的綜合實力。對裝備依賴性周期成本很高，舉一個例子，這是美國F22鈦合金的框，他打出來的模鍛件三噸，打出來三噸不到，我估計模具要好幾千萬美元才能做出來，為什么F22后來美國空軍也用不起呢，太貴了。這是飛機(jī)起落架，模具，再加工，剩下的東西其實是很少的，用激光這種方法做金屬零件，最早從美國開始，92年開始，而且這些技術(shù)首先都是用在國防裝備，像波音，核武器國家實驗室，研究持續(xù)了二十多年，現(xiàn)在真正大型關(guān)鍵構(gòu)件的成形和應(yīng)用還沒有取得實質(zhì)性的突破，還是挺難的，不像現(xiàn)在說3D打印這么簡單。難在熱應(yīng)力非常大，激光照在這三千度，激光一走100度，一冷一熱，在熱應(yīng)力作用下，這是溫差，這是細(xì)數(shù)，這是零件大小，有可能變形開裂，所以理論上做大型構(gòu)件比較難，現(xiàn)在做的相對來說都是小零件。其實外形不重要，重要的是內(nèi)在質(zhì)量，剛才說里面有缺陷，如果有個裂紋這就是定時炸彈，如果飛機(jī)起落架里有這個裂紋，可能就會斷。還有內(nèi)部的精密組織，顯微組織，這都是在增材制造的時候控制的，如果不穩(wěn)定性能就不穩(wěn)定，關(guān)鍵構(gòu)件就不可能用。這就是美國原AeroMet，波音，洛馬，羅格，在F18飛機(jī)上做過驗證，但是你看他做出來的零件，激光成形后，即使再經(jīng)HIP、開模鍛造等后續(xù)之謎化加工，其疲勞性能仍低于鍛件。2002年驗證應(yīng)用，2005年12月停業(yè)，如果做金屬零件，大型零件，想應(yīng)用的話，內(nèi)應(yīng)力控制，內(nèi)部質(zhì)量控制，大型裝備和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，這是非常難的事情。下面簡單介紹一下北航的情況。剛才說很難做大，我們可以做大，五個平方米，像這樣的零件也是鈦合金，又大又復(fù)雜，這是用傳統(tǒng)的鍛也好焊也好是做不出來的。第二方面能解決的是內(nèi)部缺陷控制，精密形態(tài)控制，我們使出來的零件性能能夠達(dá)到鍛件的層次，甚至比鍛件好一些。第三方面是裝備，從第一代、第二代、第三代、第四代，我們做出這么大的裝備，4米長，3米寬，2米高，所謂3D打印八九米高，激光成形設(shè)備很大的。再是標(biāo)準(zhǔn)，這個事情非常重要，我們建立了完整的標(biāo)準(zhǔn)體系，真正形成各個環(huán)節(jié)都有自己的標(biāo)準(zhǔn)。工藝、裝備、內(nèi)部品質(zhì)到標(biāo)準(zhǔn)，真正使這個東西是可以用的成果。我們大概從2005年以后，包括C919在內(nèi)的幾個飛機(jī)，解決了瓶頸難題，發(fā)揮了不可替代的作用。這是C919，2009年做了機(jī)頭，還參加了展覽會，這是窗口，當(dāng)時只有波音787的框采用鈦合金，世界上可能只有歐洲一家公司能做，兩年的周期，模具費(fèi)，四個框，兩百萬美元，國內(nèi)是55天，四個框做出來，120萬，模具還不要，這確實是很大的優(yōu)勢。這是C919大型客機(jī)中央翼根肋。這個就比較高了，有三米多，這個成形難度不大，一根柱子，但是它還是有很大優(yōu)勢的。這個鍛件1607，激光成形136，節(jié)省材料，節(jié)省加工，優(yōu)勢非常明顯。下面我談?wù)務(wù)嬲?D打印未來的發(fā)展，到底它的優(yōu)勢在什么地方。3D打印就是這么個過程，一層層往上堆，材料添加，材料制備，激光不光是添加的事情，在這個過程當(dāng)中制備材料，或者這個過程當(dāng)中復(fù)合材料，在這個過程當(dāng)中把不同的材料復(fù)合在一起，零件制造中制備材料，材料制備中制造零件，這是分不開的。高性能材料數(shù)字制備，稍微說的早一點點，和復(fù)雜結(jié)構(gòu)數(shù)字制造，這兩個東西融合在一起。對一些超復(fù)雜的結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)字制造，第二個是在打印過程當(dāng)中對材料的控制，最終對打印出來構(gòu)件性能很好，我覺得應(yīng)該比第一個影響還大，因為我是學(xué)鑄造出身，可能對材料看的更重一些。對制造技術(shù)的影響，它可以做出復(fù)雜超復(fù)雜大型或者超大型的結(jié)構(gòu)，不需要模具，直接數(shù)字化制造，而且成本比傳統(tǒng)低很多，流傳短很多，也快很多，這是它未來帶來的重大一些。例如做出大型超大型的結(jié)構(gòu)，不需要模具，成本很低，周期很短，這就是一個例子。像這么大的東西，傳統(tǒng)方法要八萬噸九萬噸的水壓機(jī)，現(xiàn)在不需要。這是美國的B2，我相信不會太長時間，這么大一個區(qū)域所有的零件變成一個，超大超復(fù)雜的結(jié)構(gòu)做出來，而原來這是上百個零件組裝在一起。第二個事情，可以做一些復(fù)雜超復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)方法不可能做出來的。像這樣大型的結(jié)構(gòu)，鈦合金算是超復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，而且很大，傳統(tǒng)方法是出不來的。例如像這樣一些很小的結(jié)構(gòu)，甬道傳統(tǒng)方法出不來，用非常細(xì)的粉末，非常小的光斑，做出來的，熔化，出來的這種結(jié)構(gòu)。表面很粗糙，但是結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，網(wǎng)孔狀結(jié)構(gòu)，這是電子束燒的，我覺得這是它的一些優(yōu)勢。剛才馮部長提到個性化產(chǎn)品大批量訂制，因為全是數(shù)字化，原則上單件或者大批量價錢是一樣的，理論上來說是一樣的。另外我同意馮部長剛才說的話，20%是個性化，它的利潤可能比80%的要高，前段時間有個搞汽車改裝的人找到我們，我原來個人觀點汽車領(lǐng)域不可能做3D打印，他說那些花100萬，花200萬，花300萬買豪車，一個小零件花30萬幾十萬的他愿意，我想這個也方便。另外是個性化產(chǎn)品，真正的影響，因為有制造會帶來設(shè)計的革命，以前你根本不敢想的事情，現(xiàn)在你可以敢想了，假如以前一個零件這個地方強(qiáng)度很高，用高強(qiáng)度的材料，這個地方用耐腐蝕的材料，現(xiàn)在可以做出來了，這就是帶來設(shè)計的變革。我覺得這塊帶來的影響恐怕會比制造帶來的影響還要大，因為制造僅僅是制造，這塊是龍頭。帶來整個生產(chǎn)制造模型的變革，由于的工廠和現(xiàn)在的工廠可能就會有差別。這是習(xí)總書記在今年“兩會”期間，全國政協(xié)上講話，可以預(yù)見，隨著3D打印技術(shù)規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，傳統(tǒng)的工藝流程、生產(chǎn)線、工廠模式、產(chǎn)業(yè)鏈組合都將面臨深度調(diào)整。以我們作為例子，鈦合金這塊，2005年以來，我們在很多飛機(jī)里面應(yīng)用，可以帶來生產(chǎn)模式和生產(chǎn)線的變革。如果大家去過北航的話，這是北航圖書館，這是北航體育館，這有198平米的車間，在這個車間里面可以干我剛才說的這些事情，198平米里面兩臺設(shè)備，七八個人就可以干這個事情，一定程度上這就是一種變革，它確實帶來了這個事情。第二個方面，對材料技術(shù)的影響，這塊影響會比前面的更深遠(yuǎn)，我個人的觀點，3D打印關(guān)鍵是外形和品質(zhì)，而且這個品質(zhì)可能是很多東西傳統(tǒng)的做不出來的。第一個，同樣成分的材料你用激光或者電子束熔化以后，它的組織會很細(xì)，同樣的材料它的性能就很高，微米極和毫米極，高很多，這是第一個事情。這個東西就是一點粉末，送進(jìn)去就出來了，批量也無所謂。第三個方面，梯度材料，取長補(bǔ)短，一個材料不同部位去做，這個帶來構(gòu)件性能好的多，然后是不同材料的復(fù)合，還可以做出一些超常結(jié)構(gòu)功能材料和結(jié)構(gòu)，或者是壓根不可能有的材料，新材料或者超材料，這些材料可能是現(xiàn)階段根本出不來的。我這里舉一個例子，這是美國人做的結(jié)果，說明它可以創(chuàng)造一些超常的結(jié)構(gòu)和超常的性能，自然界的東西固體的話都會熱脹冷縮，溫度增加體積就會增加，這個結(jié)果，它的溫度增加體積會縮小，它是靠梯度材料，啞鈴狀，高強(qiáng)度材料，兩個啞鈴中間小彎是高強(qiáng)度材料，它弱就彎腰，把整個零件收縮，這是所謂負(fù)熱膨脹系數(shù)，這種結(jié)構(gòu)是能夠做到的，超常的材料和超常的結(jié)構(gòu)有一些非常特殊的性質(zhì)，這也是它未來的發(fā)展方向，每塊都會很大，我這是泛泛的講，每塊影響都會非常深遠(yuǎn)?，F(xiàn)在大家對3D打印還沒有關(guān)心這些事情，只關(guān)心外形，壓根沒關(guān)心內(nèi)部的品質(zhì)。最后我要說一下，3D打印，需要理性認(rèn)識，當(dāng)然它很重要，但是可能沒有像現(xiàn)在說的這么重要，第一個事情，業(yè)內(nèi)叫增材制造，制造技術(shù)是個大家庭，我覺得增材制造僅僅是制造技術(shù)這個大家庭當(dāng)中的新成員而已，其實制造技術(shù)很完備，非常多，而且裝備制造不可能依賴于一種制造技術(shù)，它應(yīng)該是綜合技術(shù)最優(yōu)的應(yīng)用，僅僅是新成員而已。當(dāng)然這個新成員有很多獨(dú)特的本事。第二個事情，傳統(tǒng)的制造技術(shù)體系已經(jīng)很完整，現(xiàn)在說的增材和減材相對應(yīng)，減材制造不等于傳統(tǒng)制造，傳統(tǒng)制造有很多。我認(rèn)為增材制造與減材制造根本不對立，增材制造往往做了零件以后后面還要經(jīng)過少量的加工和減材，現(xiàn)在有哪一種方法可以做到不用后加工？其實沒有，減材制造是不可能被取代的，它將永遠(yuǎn)會存在。但是現(xiàn)在一般談，往往媒體上說增材制造就和減材制造對立來，增材制造顛覆減材制造，其實根本不存在這么回事，增材制造不可能取代，或者是顛覆減材制造，這是一個事情。即便對用增材制造這種方法去做大型的高性能金屬構(gòu)件來說我覺得也需要進(jìn)行理性認(rèn)識，這是我個人的觀點。增材制造方法，或者3D打印方法做金屬零件的話，我覺得它更適合做材料價錢比較貴，傳統(tǒng)方法鑄鍛焊傳統(tǒng)加工比較困難，這種材料構(gòu)件一定是高性能構(gòu)件，復(fù)雜的構(gòu)件，大尺寸構(gòu)件，和傳統(tǒng)技術(shù)比它將具有非常明顯的優(yōu)勢，無論它的成本，它的周期，它的性能，我覺得這是它的適用范圍。各有所長，相互補(bǔ)充，雖然他的材料很貴很難加工，找一塊量用傳統(tǒng)的加工可能10分鐘就出來了，那個時候反而它一點優(yōu)勢沒有，我覺得應(yīng)該是互相補(bǔ)充的關(guān)系。最后一條，真正最大的潛力是新材料制備，復(fù)雜結(jié)構(gòu)制造一體化，傳統(tǒng)方法根本出不來，這個時候它的潛力才會更大，這是我個人對增材制造的一些基本的認(rèn)識。介紹這么多，以上觀點僅僅是個人觀點，不代表業(yè)內(nèi)觀點，謝謝大家。【王奮宇】：謝謝王華明教授精彩的演講。有10分鐘時間，王教授和前面馮部長，實際上他們兩人關(guān)于基于網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化和裝備制造業(yè)變革是有一些不同的觀點，大家針對這個問題，針對剛才王教授的介紹，有什么樣的問題，可以討論?！咎釂?】：感謝王教授精彩的報告介紹?；旧舷宋覀冏鳛橥庑袑?D打印技術(shù)一些模糊的認(rèn)識，另外好奇的是，在未來比如它有可能在家庭應(yīng)用里面，會在哪些方面有發(fā)展和進(jìn)展？謝謝。【王華明】：第一，我希望我這個事情不要誤導(dǎo)，這是個人觀點，可能因為搞航空的原因，比較保守，搞航空的人講這個東西不行飛機(jī)飛到天上來會掉下來，所以一般情況下比較保守，所以對技術(shù)的認(rèn)同也比較保守，希望不會影響大家，這是先聲明一下。第二，如果作為家庭里面比如自產(chǎn)自銷自己玩，比如家里打一個杯座，打一個裝飾品，比如女同志頭上打一個發(fā)卡，這些東西我想市場會存在的。去年科技部開了一個研討會，可能從創(chuàng)造GDP來說，打印機(jī)家家戶戶都有，這樣會拉動消費(fèi)，可能是一塊。還有一塊我個人認(rèn)為是對孩子的教育，能起到一定程度的創(chuàng)新，讓他有興趣，現(xiàn)在孩子負(fù)擔(dān)這么重，他未必有時間去玩這個東西。另外天天弄來弄去就是這幾個東西，我想也比較枯燥，但是對孩子的教育，打一個掛件個到墻上，對家庭來說主要是消遣娛樂，也許是一種創(chuàng)意。還有對結(jié)構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)新，設(shè)計稀奇古怪的東西，因為老百姓的創(chuàng)造力是無窮的。我比較保守，目前是這些。【提問2】：王教授您好，我是來自中科院高科技的，我們雜志關(guān)注科技成果產(chǎn)業(yè)化，我們也做了一個3D打印策劃，3D打印技術(shù)現(xiàn)在主要集中在高校和研究院所，您剛才說到3D打印規(guī)模化，現(xiàn)在我們國家3D打印規(guī)模產(chǎn)業(yè)化什么樣？像北航這樣的技術(shù)引領(lǐng)者，在推動規(guī)模產(chǎn)業(yè)化做了哪些工作？【王華明】：引領(lǐng)我們談不上，謝謝這樣夸獎我們，但是這個可能不符合事實，我們不是引領(lǐng)者。產(chǎn)業(yè)化分幾塊，一個是快速原形制造，西安交通大學(xué)盧院士，還有北京的龍元（音）自動化公司，有很多，這種手段就決定了不可能帶來巨大的GDP，因為它的功勞是非常大的，在產(chǎn)品設(shè)計完，它就不再去做了，這塊已經(jīng)有很多公司在做，我記得去年全世界3D打印的產(chǎn)值大概20多億美元，不太多，連設(shè)備帶銷售帶服務(wù)帶材料加起來20多個億，跟制造業(yè)比是很小的。這塊我不太熟，但是我知道他們都有公司，也發(fā)揮了重要作用。我更熟悉的是金屬零件的3D打印，直接上裝備的，不是輔助手段，這塊我們過去主要瞄準(zhǔn)的是以國防裝備為主，飛機(jī)，航空發(fā)動機(jī)，還有其他裝備，里面一些難加工的這種大型復(fù)雜的構(gòu)件。這塊產(chǎn)業(yè)化也在走，北京市特別支持，昌平有220畝地，我還是公司所謂的副董事長，中航天地激光技術(shù)有限公司，后續(xù)產(chǎn)業(yè)化會從那開始去做，國內(nèi)國際還有很多其他公司。我可以透露一個數(shù)字，198平米房子里面兩臺設(shè)備，大概干了不到一年，七八個月，大概它的產(chǎn)值有接近一個億，這會是一種變革，這個出來的產(chǎn)值會比較大，但是它只能適合一些特殊的零件，假如這個材料是普通的鋼，你用3D打印去打，比傳統(tǒng)東西不知道貴多少，那根本不可能，所以取代別的東西不可能，你只能干這些東西。材料又便宜又好加工，零件又小又簡單，性能要求簡單，做個零件就行了。國內(nèi)現(xiàn)在走的很快，包括西北工業(yè)大學(xué)也成立了公司，做的也不錯，華南理工大學(xué)，都做的不錯，而且這塊一直是產(chǎn)學(xué)研，真不在高校，高校在做，但是他做了以后必須和產(chǎn)業(yè)部門一塊來做，否則不行。【王奮宇】：因為時間關(guān)系提問和討論到此為止，大家以掌聲再次感謝王教授。今天上午的會議先到這，特別感激大家今天一上午會上注意力集中，相信大家和我一樣有很大收獲。本來我以為我明天上午還能跟大家見面，按照會議日程我明天上午主持，但是上午剛剛接到通知，明天上午部黨組征求群眾路線教育意見，由別的同志代我主持。散會。（上午會議結(jié)束）30 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