创想智造3D打印手板模型加工

标题: 【第四十四期3D打印人物档案】张远明---中国科学院宁波材料所 正高级工程师 [打印本页]
作者: 苗苗    时间: 2017-6-9 09:00
标题: 【第四十四期3D打印人物档案】张远明---中国科学院宁波材料所 正高级工程师
张远明博士，中国科学院宁波材料技术与工程研究所，教授级正高级工程师，浙江省“千人计划”特聘专家，英国谢菲尔德大学博士，英国皇家特许注册工程师(CEng)，中国材料新技术发展研究会常务理事。曾先后就职于在机械工业部北京机床研究所、英国拉夫堡大学和英国谢菲尔德大学等单位，主要从事高速加工动力学、大尺度浆料类增材制造技术、近净尺度钛合金航空结构件的激光/电子束熔化3D打印技术、柔性电子高精度3D打印技术等领域的创新研究和管理工作。曾做为技术骨干参加和负责过国家攻关课题和机械工业部科技发展基金，英国拉夫堡大学创新研究中心基金（IMCRC），英国工程与自然科学研究基金(EPSRC)和欧洲区域发展基金（ERDF）等多个大型科研项目。曾获机械工业部科技进步三等奖和中国轻工业联合会科技优秀奖各一项，发表多篇国际性学术论文，申请3D打印专利十余项。

目前主要的研究方向包括面向工业应用领域的大尺度连续碳纤维3D打印技术、高速金属丝材3D打印技术、超细线宽微喷射柔性电子3D打印技术及激光微熔覆技术，高速大尺度复杂铸件砂模3D打印技术以及面向生命健康产业的医疗植介体3D打印技术等先进增材制造技术及高端制造装备。

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学术兼职

研究概况
增材制造技术是制造业领域正在迅速发展的一项新兴高新技术，近几年，被称为引领“第三次工业革命”的制造技术。运用该技术进行加工生产，主要包括计算机软件三维制图或三维扫描，设计出所需要的加工样式，然后通过特定的快速成型设备进行加工，俗称“三维打印”。通常，用液态、粉末、丝状的材料一层一层地打印出所需要产品，可以用普通加热熔融挤压方式，也可以用紫外线照射，激光，电子束等选择性融化/固化方式。增材制造的早期被称作“快速成型制造”，主要用于概念验证。近年来，由于该技术逐步实现了具备重大工程和军工意义的加工，发展为直接制造与快速加工，通过叠加材料的方法生成所需要的几乎任何复杂形状的物体，简化产品的制造程序，缩短产品的研制周期，提高效率，降低成本。3D增材制造技术能够实现的许多零部件是传统加工技术很难实现或无法实现的。3D增材制造实现了制造复杂度、制造批量与制造成本之间的解耦，必将促进功能优先的新制造理念，对未来制造业和生产组织形式等带来深刻变革。

增材制造技术虽然有了很大发展，但很多领域大规模应用的一系列技术亟待突破，特别是社会层面的大规模工业应用，正面临材料、成本、速度、精度、尺度、可靠性、一致性等众多急迫挑战，一旦突破，将带来巨大经济效益。同时3D打印技术目前也很少涉及自感知、自报警、自修复、自愈合等超越三维的智能嵌入多维制造。这些方面有大量课题尚未探索，要求在原理、技术、思维等多方面进行创新。国内三维增材制造研究已经有广泛布局，我们以多维度多尺度复合型先进增材制造技术为特色，系统研究超大尺度与中微尺度增材制造的相关技术，以及数字化减材制造技术与增材制造技术之间的融合，通过工艺和系统创新，探索嵌入智能传感的增材制造技术，突破成型原理、成型速度、成型工艺、成型装备等方面的障碍，在打印材料、成型尺度、多维度等方面进行创新研究。
作者: 苗苗    时间: 2017-6-9 09:00
追寻内心 放弃攻读MBA

张远明祖籍江苏南京，从小在吉林出生与长大。1988年，他大学毕业后进入了国内机床行业的顶尖研究所—机械工业部北京机床研究所，从事激光加工领域的研究，并获得机械工业部科技进步奖。

1997年，他进入MEKTEC（北京）美可达正和机电技术有限公司，负责柔性线路板的设计与测试，生产的产品主要应用在佳能、奥林巴斯的照相机、摄像机、打印机等电子器材上。

“外资企业有比较特别的"5S"定律，尤其重视效率，节奏很快，基本上一款产品三至六个月就要研发生产出来，这与过去在实验室对着课题一钻研就是一年半载完全不同。”张远明回忆道。经过一段时间的适应后，他逐渐习惯了外资企业“短平快”的节奏，也渐渐发现与搞基础理论研究相比，能看到产品问世，并且感受产品投入使用后对生活带来的改变，更令人兴奋。

扎实刻苦的态度得到了公司管理层的肯定，4年后，公司决定派他去英国攻读MBA。张远明心里明白，这是公司想提拔他晋升核心管理层的意思，不过他却“临时”更改了主意，决定攻读英国谢菲尔德大学机械工程博士学位。在攻读博士期间，他提出了压电陶瓷主动控制阻尼的高速减材制造方法，获得了国际专家的充分肯定。

涉足3D打印高新技术

2006年，张远明到英国拉夫堡大学攻读博士后，正式接触3D打印增材制造技术。那时，3D打印在中国还属新兴领域，鲜有专业团队研究，“我回国跟机床研究院的老朋友说起3D打印技术，他们非常好奇。”

他与团队承担英国大型创新研究基金项目，瞄准了大尺度3D打印技术，提出将这项技术应用在现代建筑领域，甚至在月球上建房屋的构想。“如果这项技术能成功，将来宇航员登月后，就能用月球表面的尘土作原料在短时间内打印出房屋建材，像支帐篷一样把营地搭建起来。”花了两年多的时间，团队设计开发了世界上第一台4m×5m×6m的3D打印机，这在当时已经称得上大型3D打印机了，他们用一定比例混合的混凝土、火山灰、硅粉作为原材料，成功打印出了大尺度的房屋模板。

2008年，张远明与拉夫堡大学3D打印团队部分骨干成员，一起回到英国谢菲尔德大学继续从事大尺度先进增材制造技术的研究，并担任研究员。在此后的5年多里，他先后涉足了大尺度金属3D打印与微纳米尺度电子3D打印。

近年来，国内越来越多的高等院校与企业开始涉猎3D打印技术领域，张远明决定回国发展，寻求更广阔的发展平台。

提升国家3D打印实力

回国后做什么？这次他的决定还是企业。几番比较后，他选择了宁波兴隆车业有限公司高新技术研究中心。在这家企业，他身兼数职，一边负责3D打印机的研制，一边协助企业完成新一代产品开发和检测工作。

由于国内缺乏检测仪器，兴隆车业生产的电动车都要运到国外检测，非常繁琐、耗费成本，因此，企业急需建立起自己的检测流水线。于是张远明对着检测团队拍回来的照片反复琢磨国外的测试标准，不断地尝试与改进，终于分析并研制出了国内首台智能电动车助力比测试系统，为企业省下一笔较大的开支。

去年6月，张远明加入了中科院宁波材料所激光与智能能量场制造团队，研究用感应加热的方式取代传统激光与电子束的超高温金属复合3D打印机。“取代激光与电子束后，可以使3D打印机的售价大幅度降低。例如一套激光器扫描振镜售价40万元，用感应加热方式后，售价可以降至2万元~4万元。”他说，“此外团队还联合青岛科技大学，开展工业橡胶制品3D打印关键技术研究工作，将来像汽车轮胎、橡胶玩具等也可以用3D打印机打出来，大大缩短模具制造的开发周期，还能实现个性化制作。”

3D打印技术对于国防、航空等重点领域高端复杂精细结构关键零部件的制造起到了很大作用，为其提供了应用的支撑平台。对此，张远明有明确的目标，“我们现在所做的就是拉近中国在这一领域与欧美发达国家的距离，希望能在一些高精尖的领域处于世界领先地位。”




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