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阜阳职业技术学院副教授万海鑫: 创造3D打印的多彩“世界”

2021-12-1 09:24| 编辑: 堇色 | 查看: 11715| 评论: 0|原作者: 记者 汪文婕 实习生 张倩倩/文 徐丹丹/摄|来自: 颍州晚报

  3D打印又称增材制造,它是一种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,通过逐层打印的方式来构造物体的技术,应用于工业设计、航空航天、医疗等多个领域。在阜阳职业技术学院万海鑫3D打印技能大师工作室,万海鑫带领着师生潜心探索多彩的3D打印世界,先后研制成功了10多种3D打印机,已获发明专利2项、实用新型专利7项。前不久,万海鑫还入选第六批市高层次创新创业领军人才。近日,记者走进了万海鑫3D打印这个多彩的“世界”。
  

人物名片

万海鑫,阜阳职业技术学院副教授,省级“教学名师”、“教坛新秀”、“双师”教师,高级技师,市级大师工作室带头人,省教育厅“大师工作室”带头人。


  打开3D打印大门,里面的世界真精彩
  
  记者:对于很多人来说,3D打印技术是一个“高大上”的概念。3D打印能用来干什么?
  
  万海鑫:简单来说,3D打印机是通过逐层堆积的方式快速制造零件的一种技术。与日常生活中使用的普通打印机不同,3D打印机将金属粉末、陶瓷浆料、塑料粉末、塑料线材、树脂等“打印材料”,通过不同的原理逐层制造,并将每层粘结,从而形成立体零件,3D打印可以快速地把蓝图变成实物。
  
  通俗地说,3D打印机是可以“打印”出真实的3D物体的一种设备,比如打印一个机器人、打印玩具车,打印各种模型,等等。之所以通俗地称其为“打印机”,是参照了普通打印机的技术原理,因为它分层加工的过程与喷墨打印十分相似。
  
  目前,3D打印技术应用范围很广。在建筑设计领域,工程师和设计师们用3D打印机打印建筑模型,这种方法快速、成本低、环保,制作精美;在食品产业,可通过打印,做出各种不同的食品造型;在珠宝业,3D打印技术可制造各种款式的珠宝;在医疗行业,手术前规划和提前演练、手术导板和康复支架、骨科匹配等,都会用到3D打印技术。
  
  记者:3D打印应用如此广泛,真是很“神奇”。你是什么时候开始研究3D打印技术的?
  
  万海鑫:我2008年进入阜阳职业技术学院后,起初主要从事数控机床维修方面的教研工作。2014年,在学校的主导下,我牵头成立了阜阳市数控机床服务中心,为企业提供数控机床维修服务。
  
  既然要提供数控机床维修服务,我就必须将数控机床原理摸清、“吃透”。很快,我就熟悉并掌握了相关控制原理,开始尝试做其他一些相关工作,比如最早的FDM原理打印机。因为FDM原理和数控机床很相似,数控机床原理和FDM打印就像是一棵大树,而3D打印中的各系原理就像是树的分枝一样。
  
  通过FDM原理打印机打开3D打印机大门后,我惊喜地发现里面的世界很精彩。于是,我和学生们就开始“遨游”于3D打印这个多彩的世界。
  
  这条路走不通,就换一条走
  
  记者:在研究3D打印工作中,你遇到过什么样的困难?
  
  万海鑫:困难肯定是有的。既然是研究,就要在不断的失败中总结经验,从而找到正确的方法。解决的方法最重要的就是学习、测试、调试和总结。这条路走不通就换一条,不断地调试,直到找到正确的方法。像我手里打印的月球表面模型成品,表面质量优于国内其他品牌的产品。这就是经过多次调试而获得的结果。哪里出问题就改哪里,目的只有一个,就是将成品做完美。
  
  当然,除了不断尝试外,我还通过书籍来找解决思路和方法。此外,3D打印技术也有一个爱好者圈子,我通过和爱好者的沟通交流,也会得到一些启发。
  
  记者:咱们桌上这个彩色“树脂肾脏”也是3D打印的吗?
  
  万海鑫:这个看着像塑料件的东西,是工作室的首创产品——医用多色3D打印机,拥有国家发明专利。它可在多个行业使用,在医疗领域应用较多,能够减少手术病人的手术时间,提升手术质量。它还可以与CT及核磁共振机器上的数据相连,使用3D数据逆向建模技术,精准打印出人体脏器组织,关键部位用彩色展示,病灶位置、大小一目了然。拿着这个打印件,无论是医生做术前规划,还是与患者家属沟通,以及开展医疗教学,效果都很好。目前,此项技术已经在多家医院使用。
  
  已获发明专利2项
  实用新型专利7项
  
  记者:研发出这些产品,你有哪些体悟?
  
  万海鑫:我和学生们前后研制成功了光固化原理高速3D打印机、激光选区烧结3D打印机、树脂喷射固化彩色树脂3D打印机等10多种3D打印机,还深入研究激光玻璃内雕机、工业机械臂和物联网设备等新型自动化产品。我们工作室已获发明专利2项、实用新型专利7项。
  
  自己研发出来的专利可以应用于相关行业,发挥它的价值,让我很有成就感。
  
  为了更好地培养学生创新能力,我还主导设置开放式创客服务平台——“创客基地”,让学生的创意有平台变成现实。我们工作室的门从来不锁,不管是哪个专业的学生,只要愿意来,我都十分欢迎。

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