立体打印机，扑克牌印刷

在电脑上完成产品的设计蓝图，按下“打印”键，激光就能选择性地将原材料烧结成各种物品。各种复杂的工业零件、生活中的锅碗瓢盆……只要有三维数据就都有可能“打印”出来。由华中科技大学研发的“立体打印机”可以将人们的创意梦想变为现实产品。

　　这种基于粉末床的激光烧结“立体打印”技术，获得了2011年国家技术发明二等奖，1.2米×1.2米工作面的世界最大“立体打印机”入选两院院士评选的2011年中国十大科技进展。

　　业界福音：想得到做得到

　　“只要你想得到，我们就有可能做出来。”材料学院副院长、快速制造中心主任史玉升教授如是说。

　　快速制造技术是新型的数字化添加材料成形技术。它可以使零件的设计采用最优的结构，无需顾虑后续加工问题。该技术的出现为航空航天、武器装备、汽车等高端领域结构复杂零件的快速研制带来了福音。

　　在该中心，记者看到了外观看起来像柜子，里面却分布着各种精密仪器的“立体打印机”。快速制造中心青年教师蔡道生介绍说，只要把零件的三维数据输入电脑，按下“打印”键。该装备就会使用金属、陶瓷、塑料、砂等不同的粉未材料，自动化进行生产。零件就像植物生长一样整体成形出来。

　　只要在电脑上设计出物体的三维图形，无需模具即可整体成形。这也是该装备被称为“立体打印机”的由来。在以往，制作复杂结构的大型制件一般采用分段成形、拼接成整体的方法。不但生产周期长，成本也高，制件连接处的强度也较差。而大型“立体打印机”可以解决上述问题，使生产过程变得简单。

　　2000年，该中心研发出0.4米×0.4米工作面的基于粉末床的快速制造装备；2003年，扩大到0.5米×0.5米，超过了当时代表国际先进水平的美国3D系统公司；2005年以后，工作面达到1米×1米以上，远远超过国外同类装备水平。

　　闯关秘诀：多学科齐“上阵”

　　上个世纪90年代初，“快速制造”概念由美国科学家率先提出。时任华中理工大学校长、机械制造专家黄树槐敏锐地捕捉到了这一最新动态，很快在该校成立快速制造中心，研发基于纸材料的“立体打印机”。1994年，我国首台具有自主知识产权的“立体打印机”诞生在该中心。

　　4年后，36岁的史玉升来到中心工作，负责研发基于固态粉末材料的快速制造技术与装备。原材料研发成为了亟待解决的“拦路虎”。“我以前在中国石油大学认识的博士后朋友们来自不同学科。我琢磨着，或许他们中有人知道哪种材料比较容易制成粉末，并可能用于激光成形。”于是，史玉升一个个地给朋友打电话，希望得到线索。几经周折，原材料研究终于有了一定进展。“我们找到了第一种材料——聚苯乙烯，后来用它做了一个鼠标外壳。”当那个只有拳头大小的鼠标制作完成后，他高兴得差点跳了起来。

　　虽然研究上取得了进展，但该中心却面临着工作人员学科背景单一的困境，长此以往可能会对研究工作造成影响。很快，在黄树槐的大力支持下，中心开始引进机械、信息、光学、计算机、自动控制、力学、新型材料等领域的人才，开展交叉学科研究。

黄树槐曾提出“不但要个人努力，还要带领整个团队一起努力”，史玉升的口头禅“足球不能仅靠个别球星去踢”，这都表现出对集体合作的重视。20年来，快速制造中心已从最早的不到10人，发展到100多人，成为目前华中科技大学最大的研发团队之一，人员构成涉及多个学科。“有这么多人一起努力，我觉得工作得挺幸福的。”史玉升说。

　　发展之路：到工厂“写论文”

　　近来，快速制造中心主攻生物制造的博士生张升十分忙碌。多家医院希望与他展开合作，利用相关技术来制作牙齿。这不但可以降低传统造牙的成本，还可以一对一地订制假牙齿。浙江某饰品公司的负责人也专程前往该中心，希望能得到技术支持。然而，就在几年前，史玉升在山东济南市宣传该中心的“立体打印机”技术时，却还被认为是在忽悠。当时，尽管他卖力“吆喝”，声称“不需要模具即能直接制作出蜡模”，可企业就是不买账。

　　2007年，一手建起快速制造中心的黄树槐不幸辞世。在生命的最后日子里，他依然惦记着中心的发展，并把中心托付给了史玉升。搞科研，史玉升并不陌生。可是作为学术带头人，他还得肩负起带领整个团队发展和将研究成果推向市场的重担。

　　“研发新型工艺与装备需要较大的经费支持，周期也长。光靠国家的经费支持是远远不够的。这使许多科研团队难以坚持下去。”说起曾经的困难，史玉升不胜感慨。虽然多次出现科研经费短缺，甚至暂时也没有成果和论文的情况，但他们还是咬牙坚持了下来。

　　为了团队能更好地发展，史玉升下定决心，“要走自己的创业之路，走与企业合作之路，走国际合作之路。”这三条路都是为了尽快提高学术水平、搞好学科建设、将科研成果转化为生产力。在他看来，使企业技术水平提高的同时，也可以促进研发团队的良性发展。生产一代、研发一代、预研一代、探索一代，是他们要坚持的产学研合作之路。

　　与其守株待兔，不如主动出击。为了快速制造团队的可持续发展，他们主动与相关企业联系合作，并把工作人员派到企业的生产现场，与企业的技术人员、工人一起攻关。这样一来，他们的研究成果渐渐被企业认可。

　　汽车发动机企业应用该中心的快速制造技术，将发动机的缸盖砂芯研制周期由传统方法的5个月左右缩短至一周左右，取得了良好的经济效益；欧洲空客公司和我国的航空材料研究院等单位选中该技术也，联合承担欧盟框架七项目，辅助航空航天大型钛合金整体结构件的快速制造……现在，使用该研究成果的企业已多达200多家。