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【科学讲座】徐坚:增材制造(3D打印)材料加工成型新途径与智能制造

3月30日晚七点,中科院化学研究所徐坚研究员做客国科大玉泉路校区,在阶一四教室为同学们带来了一场趣味横生的讲座。讲座的题目为《增材制造(3D打印)材料加工成型新途径与智能制造》。通过短短100分钟的讲座,徐老师带领大家领略了一场3D打印的视听盛宴。

徐老师首先向大家简单介绍了3D打印的基本状况和社会需求。3D打印诞生于20世纪80年代后期,是一种逐层增加材料来制造三维产品的技术。它综合了数字建模、机电控制、信息技术、材料科学与化学等诸多领域的前沿技术,是快速成型技术的一种,被誉为“第三次工业革命”的核心。3D打印的特点是不需要模具,直接进行样品的原型制造,材料利用率高,并且可以制造出传统方法无法或难以得到的复杂结构。这些独特的特性让它在众多领域有着无与伦比的优势。

紧接着,徐老师详细介绍了3D打印的制作工艺和成型模式。不同于以往的传统工业,3D打印技术采用的不再是减材的理念,而是与之相反,采用的是自下而上的原料累加制造成型工艺,即增材理念。3D打印成型模式的特点是集成再创新,目前较为常用的有熔融沉积造型、立体光刻、选择性激光烧结和三维印刷等模式。徐老师向大家一一介绍了各种成型模式的优缺点,并着重地介绍了前景广阔的光固化增材制造技术。

徐老师尤其向我们强调了3D打印的内涵——即设计-即打印-即成型-即验证。这正是一种工业设计的颠覆性技术。徐老师告诉我们:“制造大国到制造强国一定要经过工业先进设计,而3D打印正是工业先端制造高效化的手段。”然后,徐老师还向大家介绍了3D打印的历史沿革,并通过美国国家增材制造创新机构技术路线图向我们阐述了设计、材料、工艺和供应链之间的紧密关联。

随后,徐老师向大家展示了3D打印的技术和产品,并向我们详细阐述了3D打印的独特优势。3D打印具有全新的生产模式,可以使得工业生产从传统制造业的批量化、规模化和标准化转变为了定制化、个性化和分布式制造;而且3D打印可以制造出形状高度复杂的产品;最重要的是3D打印可以形成新的商业模式,即增材制造与互联网结合起来,将消费者直接参与到产品生命周期中,从最初的设计过程、到生产制造、再到后期产品的维修,并借助网络实现数字化文件的共享和交易;同时3D打印还顺应绿色经济发展模式,增材制造减少了原材料的使用量,降低了对自然资源和环境的压力等等。徐老师还在讲座中介绍了3D打印材料和国内外3D打印制造的相关状况。

讲座的最后,徐老师意味深长地劝诫大家:“现在追求轰动效应的人太多,而踏踏实实地做研究的人很少,大家一定不要急功近利,要静下心来,踏踏实实地做学问。” (文/张旭升 图/曲云鹏 来源/国科大记者团)

徐坚老师精彩讲座

【主讲人介绍】

徐坚,男,博士,中共党员,浙江嘉善人, 1961年6月29日生于黑龙江省安达市。2000年国家特殊津贴获得者,2001年当选首批新世纪百千万人才工程国家级人材,2005年获得国家杰出青年基金(仿生材料)。1978-1982年获成都科技大学化学理学学士学位;1982-1985年获得成都科技大学高分子材料工学硕士学位;1985-1992年北京化工学院高分子系,讲师;1992-1994年四川大学高分子材料工学博士学位;1995-1997年2月中国科学院博士后并聘为副研究员;1998-1999年日本北海道大学访问学者;1999年5月年聘为研究员;2001年聘为博士导师。中国科学院化学研究所研究员,博士生导师,学术委员会委员(高分子学科组组长),中国科学院分子科学中心学术委员会委员。兼任纤维改性材料国家重点实验室主任(东华大学)。国家“十一五”863计划新材料领域专家组首席专家,国家973计划碳纤维项目首席专家,国家基础科技条件平台项目负责人。中国材料研究会副理事长,中国化学会高分子委员会委员,北京市化学会副秘书长。《高分子通报》、《化工新型材料》副主编。国际学术期刊《Cellulose》国际编委。国际标准化组织ISO TC202国际主席。历年共发表论文180余篇,申请专利33项, 授权23项。编著书册、章节13本(章)。

【延伸阅读】

“科学前沿进展名家系列讲座”创办于2014年9月,是中国科学院大学为本科生开设的必修课程,同时欢迎研究生与教职工参加,由中国科学院大学本科部主办,讲座召集人为周琪院士。该课程按照数学、物理、化学、生物、材料、计算机六个专业,邀请相关科学领域的院士等知名专家开展专题讲座。通过讲述科学故事、介绍相关学科方向的科学前沿进展,让学生在本科阶段了解不同学科的科研方向与主要进展,拓宽学生的学术视野,为他们最终选择学科专业与专业方向提供丰富的判断依据。