打印人体心脏、骨骼，这些原本只存在科幻电影中的场景也许在不久的未来就将变成现实。《开讲啦》“智慧中国”系列节目2018年6月16日迎来了第三期邀请到的嘉宾是我国3D打印领域最早的研究者之一、也是我国3D打印领域的领军人物，中国工程院院士、西安交通大学教授卢秉恒。
上世纪90年代初，卢秉恒院士到美国密歇根大学做高端访问学者，第一次在美国看到快速成型制造，甚为感触。他敏锐地认识到这将成为一种颠覆性技术。1993年归国，已年近半百的他，立刻转换自己多年的研究方向，带着博士生们在简陋的实验室开始了对快速成型制造这一完全陌生领域的艰苦研发历程。经调研后，他把团队的研究重点调整到了SLA技术（光固化快速成型）上。面对国外技术壁垒和国内资金缺乏的困难，他另辟蹊径，开发出具有国际首创的紫外光快速成型机以及有国际先进水平的机、光、电一体化快速制造设备和专用材料，形成了一套国内领先的产品快速开发系统，把快速成型机的国产率提升到了80%-90%，极大推动了我国制造业的发展进步。
卢秉恒院士介绍3D打印
3D打印开拓了个性化定制的新时代，只要有想法、有创意，3D打印就能将其打印实现。我国3D打印技术虽然起步较晚，但针对国际上的主流技术，我国都已开展研究，并在航空航天和医疗领域的3D打印技术应用上走在世界前列，未来3D打印还有更广阔的前景。那么到底什么才是3D打印？3D打印又将如何助力智慧中国的建设？
演讲一开始，卢院士就说3D打印的概念其实最早出现在中国。原来中国的长城就像现在的增材制造，是一层一层叠加起来的。这也正是3D打印的工作原理：以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层堆叠累积的方式来构造物体。从点到线，从线到面，从面到体，将打印材料一层层叠加起来。卢院士还给出了一个形象的比喻，3D打印就像是燕子垒窝，衔泥巴一点一点垒起来一样。
卢秉恒院士定义5D打印 卢秉恒院士指出，我国3D打印技术虽然起步较晚，但针对国际上的主流技术，我国都已开展研究，也在特殊领域开发了领先国外的装备。3D打印开拓了个性化定制的新时代，任意材料、任意批量、任意复杂结构、任意场合、任意工业领域都有它的施展空间，只要你有想法、有创意，3D打印就能将其打印实现，对驱动产品开发、产品结构设计制造模式的创新具有非常重要的意义。
作为科技界的“当红明星”，3D打印已遍及航空航天、医疗、食品、服装、玩具等各个领域，在拓展自身领地的同时，也潜移默化地改变着人们对制造业的观念。卢院士在节目现场也带了几个3D打印的物品。3D打印的心脏模型，帮助医生更好地求助了一个七个月大的心脏病患儿；3D打印的钟表模型是老师上课最好用的道具；还有3D打印的无人机的微型发动机。卢院士表示，虽然我们现在还没完全掌握飞机发动机制造技术，我们计算机的芯片百分之九十几的都要进口，但是随着3D打印技术不断发展，中国的“心脏病”也得到改善。 3D打印因为能完成一体化制造，在航天航空方面起到非常大的作用。比如我们C919的那个将翅膀和机身连接起来的大梁就是3D打印出来的。
中国人“发明了”3D打印
很多人会问：“3D打印出现了，那还会有4D打印吗？”卢院士回答说不仅有4D打印，还会有5D打印。而所谓的5D打印就是随着时间的改变，它的功能还会发生改变。比如打印人体器官，打印好一个框架后在里边复合上我们人体的细胞，在适当的环境下就向不同的组织进行转化，最后就转化成一个自己的器官。主持人小撒也惊奇地表示，那是不是可以打印出一个小孩，二十年后大学就毕业了。而卢院士的想法更大胆，如果小孩装上一个智能芯片，不是二十年，可能是两年就毕业了。这样科幻的未来你是不是很期待呢？
5D打印人体器官
未来，3D打印在太空制造也将会有广泛应用。如果空间站的零件坏了，我们就可以直接在空间站里打印出来，现场更换，不再需要从地球上发射上去了。也许我们还能在太空中打印我们地球上所需要的产品和装备，这样就节省了地球的空间和资源。目前，卢秉恒所带领的团队在航空航天和医疗领域的3D打印技术应用上走在世界前列，在大型复杂结构的航天装备、医用器械已经有了突出的成果和显著的效果。
卢秉恒院士讲解太空3D打印优势 对于3D打印技术和智能制造的未来，卢秉恒院士表示，3D打印正在走向材料的形状和结构随时间变化、智能材料与结构的主动调控技术，未来可能是高性能合金构建的增材制造，复合材料与复合结构3D打印，智能材料主动调控、具有生长性和生物活性的生物3D打印技术方面发展；在材料方面，从数值到金属材料、到陶瓷材料、到生物活性材料；在产业方面，从重视装备到各领域的应用以及尖端科技带来的颠覆性的变化。
在互动环节，一位青年代表带来了河南三门峡的特产苹果给卢院士品尝。原来卢秉恒院士在大学毕业之后先去了河南三门峡的工厂做工人，这一做就是十年。而在他34岁已成家立业，当上厂长的时候，却毅然考取西安交大研究生，既是远见，更是魄力。他勉励现场的青年学子，要保持对新事物的兴趣，这是科学求索的第一步；要把个人理想紧紧融入到国家和民族事业中去。
卢秉恒院士的日程表
卢秉恒院士的博士生方学伟向现场观众展示了导师近一个月的行程表，足迹遍布法国、北京、上海、深圳、南京、西安等地。方学伟介绍说，卢秉恒院士年过七旬，心脏放了五个支架，依然奋战在科研的第一线，不是在实验室，就是在出差的路上，他的工作节奏和强度一般小伙子都跟不上。卢院士却笑着说：“这可能是一种责任在肩的激发态吧。”
来自中国航天科技集团的一线工人和清华大学的学生在交流时提问，如何在现实与理想面前做选择。卢秉恒院士向现场观众讲述了自己艰辛的求学之路，34岁已成家立业，毅然考取西安交大研究生，既是远见，更是魄力。他勉励现场的青年学子，要保持对新事物的兴趣，这是科学求索的第一步；要把个人理想紧紧融入到国家和民族事业中去，相信你会有自己正确的选择；在平凡的岗位上做平凡的事情，耐得住寂寞，有执着和韧劲，就能成为平凡岗位上的不平凡者。在开启伟大征程的新时代，广大青年学子要不忘初心、牢记使命，立足国家重大战略需求，勇于担当、敢于作为，用汗水和激情谱写奋斗的青春。
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