【智汇湘江科创未来】3D打印 “神笔马良”的无限可能

五轴五联动复合增、减材制造系统（一种3D打印设备）。

“3D打印机”正在打印。

3D打印技术制作的工业零件。

时刻新闻记者 卢杨屾 长沙报道

一张纸、一墨盒，这是传统文本打印。

一堆可粘合材料、一份数字模型文件，“打印材料”层层叠加，“蓝图”变为实物，这是3D打印。

当打印技术突破平面XY坐标系，不局限于“文本”，向上延伸出Z轴，3D打印技术犹如马良的神奇画笔，小至模型玩具、假牙、医用器官，大至汽车、航天飞机发动机，都能被打印出来。

6月30日，“智汇湘江科创未来”湖南湘江新区科研成果校企对接系列活动将拉开帷幕，湖南大学教授宋立军团队将带来3D打印复合增减材制造装备项目，时刻新闻记者先行实地走访，为您解密3D打印技术的魅力。

做“加法”，也做微“减法”

在湖南大学科技园，时刻新闻记者见到了两个蓝色“大家伙”，一个叫五轴五联动复合增、减材制造系统，另外一个叫七轴五联动大尺度增材、焊、切一体机。

这两台“3D打印机”，可以通过喷粉式3D打印和智能监测及智能控制，根据企业和生产的需求，打印出工业生产领域所需要的叶盘、涡轮等高精尖设备和零件。

宋立军介绍，在工业领域，传统的材料成形要通过不断去除材料来获得所需要的零件形状，是做“减法”；而3D打印技术可以通过电脑控制让打印机将原材料在设计的部位逐层叠加起来，获得所需要的零件形状，这是做“加法”。

这意味着3D打印技术可以极大程度节约原材料。同时，可塑自由度极高的技术优势可以让3D打印实现复杂结构、复杂型腔和大尺度梯度材料的工件制备。

“但金属3D打印由于激光加热形成的熔池波动，不可避免的导致加工表面粗糙度升高、金属飞溅和成型尺寸难以达到设计要求等缺陷。”湖南大学机械工程专业刘星伯博士说，

为解决这个问题，宋立军团队开发了复合增、减材制造系统，可以让刚打印完的工业零件在原地铣削磨钻，做“微减法”，实现了新型增材加工和传统减材加工完美融合。

为“不差钱”企业省钱

在工业生产领域，设备部位磨损，将严重影响到整机运行，若更换整个部件，不仅价格昂贵，还是严重浪费。

面对这个问题，宋立军笑称，想为这些直接更换部件“不差钱”的企业省钱。他说，虽然技术难度高3D打印目前“价格不菲”，但是对于航空航天、机械重工或者模具量使用较高的企业而言，使用增材技术修补设备部件，比整机更换，要划算许多。

“通过我们的3D打印技术，不仅可以打印新的，能让磨损的部位再“长”回来”宋立军还透露，虽然这两台“打印机”很庞大，但是相比铺粉式3D打印机，喷粉式3D打印无需在固定的密闭空间，配合工业机器人，我们可以提供“上门服务”。

随“神笔”送“马良”

相对于传统建模技术，3D打印相对而言更快捷。

宋立军回忆道，他们曾在两个星期内，采用3D打印的方式为北汽福田制造了轴流水雾机叶片，助其顺利通过项目验收。

不仅如此，宋立军团队可以通过这项技术可以实现“私人订制”，如果应用在生物医疗领域，可以依据不同人的特点，量身打印骨支架等产品。

近年来，随着3D打印技术的兴起，3D打印机已经并非“奇珍异兽”，很多企业都购置采用。可“神笔”常有，“马良”却不常有，设备已有，但专业人员却急缺。

何不送一个“马良”？

宋立军教授团队研发的3D打印过程采用智能监测及智能控制技术，就像给加工设备装了一个“大脑”，让它能够更智能的监测加工状态并及时作出调整，机器可以懂的自己该做什么，便能更好地应用到生产领域。