珍貴資料：90年代華中理工大學(xué)快速成形（3D打�。┘夹g(shù)研發(fā)大事記

華中理工大學(xué) 快速成形（3D打�。┘夹g(shù)研發(fā)大事記（20世紀90年代）

★1990.1 中國自然科學(xué)基金委員會應(yīng)美國科學(xué)基金會（NSF）邀請,著名學(xué)部委員師昌緒和國家計委馬德秀司長，率領(lǐng)25人組成的中國代表團，參加在美國Arizona州鳳凰城召開的機械學(xué)科匯報會，會后分5組到有關(guān)大學(xué)、科研院所進行為期一月的參觀訪問。代表團中有清華大學(xué)教授倪維斗、北京航空航天大學(xué)教授鄧家褆、上海同濟大學(xué)教授張曙和華中理工大學(xué)教授王運贛等。在此會上，美國CMU（卡內(nèi)基梅�。┐髮W(xué)介紹了美國3D Systems公司最新生產(chǎn)的SLA（立體光固化）快速成形機，當時簡稱為RPM，這種機器采用全新的加法制造（現(xiàn)稱為增材制造）原理，令人十分驚訝。會后，王運贛教授和鄧家褆教授、張曙教授專程參觀了CMU大學(xué)新購置的SLA快速成形機，觀看了打印3D工件的演示，印象極為深刻，意識到這將是未來機械成形的一個全新方向，為此王運贛教授索取了一盤錄像帶。

★1990.2 王運贛教授向華中理工大學(xué)校長黃樹槐教授和教師王堯播放了從美國帶回的SLA快速成形機錄像帶，得到了黃校長的高度評價：“這個技術(shù)不得了，它一定會帶來制造業(yè)的一場革命！”，并表示支持在華中理工大學(xué)鍛壓教研室成立快速成形技術(shù)研究中心。

★1991-1992年期間，申請了華中理工大學(xué)科學(xué)技術(shù)基金和國家自然科學(xué)基金項目，由幾位研究生（尹希猛等）進行了快速成形技術(shù)的原理性探討。

★1993.4 邀請研發(fā)SLA技術(shù)的日本CMET公司董事長和技術(shù)負責(zé)人魏杰，來華中理工大學(xué)進行有關(guān)技術(shù)交流，湖北省科委、經(jīng)委、武漢同濟醫(yī)科大學(xué)吳校長、武漢工學(xué)院教師，以及校內(nèi)有關(guān)師生聽取了魏杰的報告。這次交流進一步加強了開展快速成形技術(shù)研發(fā)的決心，并且與日方進行了購買SLA快速成形機的談判，但由于價格太高未購成。

★1993 成功申請湖北省科委項目“集成化CAD/CAM 快速光造形機的開發(fā)”，獲經(jīng)費11萬元，由博士研究生尹希猛研發(fā)SLA快速成形機，化學(xué)系協(xié)助研發(fā)光敏樹脂材料。但由于技術(shù)難度太大，經(jīng)費遠遠不足，進展不大。

★1993.5 得知新加坡南洋理工大學(xué)已購置美國產(chǎn)SLA快速成形機，經(jīng)過協(xié)商，華中理工大學(xué)與南洋理工大學(xué)，簽訂了合作研究SLA快速成形精度的協(xié)議。據(jù)此協(xié)議，1993.9王運贛教授與博士研究生尹希猛前往新加坡，尹希猛應(yīng)用南洋理工大學(xué)的SLA快速成形機，進行了為期3個月的實驗研究。在1993―1995期間，在我國學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表了下列研究報告:

尹希猛，王運贛，黃樹槐. 快速成形技術(shù)――90年代新的造型工具，中國機械工程，1993,4(6）：25～27
尹希猛，王運贛. 快速光造型技術(shù)及其切片算法的實現(xiàn)，機械與電子，1993,(6)：40～42
尹希猛，黃樹槐，王運贛. 立體光造型中層片翹曲變形分析，中國機械工程，1994,5(4): 26～27   
尹希猛，王運贛，黃樹槐. 立體光造型技術(shù)的精度論述，鍛壓技術(shù)，1995,20(4): 41～43

★1993.10 王運贛教授和尹希猛在新加坡工作期間，在某公司考察了美國最新生產(chǎn)的另一種快速成形機――LOM（疊層實體制造），這種機器用激光束一層層切割涂有熱熔膠的紙，成本較低，材料易于制作，引起了極大的興趣，比較SLA和LOM兩種機型后，認定LOM機比較適合中國國情，應(yīng)該成為當時華中理工大學(xué)的主攻方向，為此及時向黃樹槐校長作了報告，得到了黃校長的充分肯定。

★1993年底，鍛壓教研室成立快速制造中心，成員有：黃樹槐、王運贛、陳國清、駱際煥、田亞梅、尹希猛等，開始進行LOM快速成形機的研制，不到一年便研制了國內(nèi)首臺以紙作為成形材料的快速成形樣機HRP-I，此機采用華中理工大學(xué)焊接教研室杭世聰教授研發(fā)的激光器，1994.8由華中理工大學(xué)與新加坡KINERGY（精技）公司合資的武漢凱華公司制造成功。

★樣機雖然實現(xiàn)了快速成形機的原理，但當時由于資金不足，高品質(zhì)元器件供應(yīng)困難，難于在短期內(nèi)達到一流產(chǎn)品的要求。于是在1994.11尋求國際合作，隨后，華中理工大學(xué)副校長朱耀庭與新加坡KINERGY公司董事長林國才，經(jīng)過友好協(xié)商，簽訂了合作研制快速成形機的協(xié)議，由新方提供資金與生產(chǎn)條件，中方提供人才與技術(shù)，共同申請專利，研制國際一流的快速成形機。

★1994.11 王運贛教授、陳國清副教授、駱際煥副教授和尹希猛前往新加坡工作，與新加坡KINERGY公司技術(shù)人員組成研發(fā)小組，共同開發(fā)高檔快速成形機RPS。同時，黃樹槐教授率領(lǐng)熊曉紅、肖躍加、馬黎、禹世昌等十多位研究人員，在華中理工大學(xué)繼續(xù)研發(fā)LOM快速成形機及其成形材料。此后在新加坡，參加中新合作研發(fā)快速成形機工作的還有：華中理工大學(xué)教授沈其文，博士劉皓和楊勇，碩士余越峰、王宣、李曉平和左靜等。

★1995.2 華中理工大學(xué)與新加坡KINERGY公司，合作研制成功第一臺基于LOM技術(shù)的高檔快速成形機（圖1上圖為中新合作團隊成員在成形機前的合影），并且成功地用改裝復(fù)印機制作了涂覆熱熔膠的紙質(zhì)卷料，從而突破了生產(chǎn)LOM快速成形機用材料的技術(shù)難關(guān)，打印出合格的標準測試件（圖1下圖）。此后，該機以華中理工大學(xué)和KINERGY公司共同研制的產(chǎn)品名義，在1995.4德國漢諾威國際博覽會展出（圖2），與同時展出的LOM快速成形機發(fā)明公司Helisys的產(chǎn)品相比，具有打印工件強度和硬度更高，有優(yōu)良的排煙系統(tǒng)，獲得一致好評，專程前來參觀的日本ARS公司董事長當即訂購了2臺。

圖1

圖2

★1995.7 黃樹槐教授、王運贛教授指導(dǎo)的博士生尹希猛的博士論文“快速成形技術(shù)的研究”通過答辯。

★1995.9 上述中新合作生產(chǎn)的高檔快速成形機和華中理工大學(xué)研制的快速成形機，同時在第四屆中國（北京）國際機床展覽會展出，展覽會主席、機床協(xié)會會長梁訓(xùn)瑄陪同機械工業(yè)部部長何光遠，觀看了中新合作生產(chǎn)的快速成形機演示，何部長稱贊說：這種機器“大開眼界”，“沒想到科學(xué)技術(shù)發(fā)展得這樣快”。1995.9.9第3期展覽快訊（圖3）第2版文章《機床界元老談?wù)蛊分�高、新、尖》（圖4）中稱：“華中理工大學(xué)RPM造型系統(tǒng)是當前最前沿技術(shù)”。1995.9.11第3期展覽快訊第3版文評價為：本展會最新高技術(shù)產(chǎn)品之一的激光快速造型系統(tǒng)（圖5）。

圖3

圖4

圖5

★1995.11 上述中新合作生產(chǎn)的快速成形機在日本東京31屆汽車博覽會展出（圖6），獲得好評。此后，又在美國底特律工業(yè)博覽會和亞洲自動化博覽會展出，這種產(chǎn)品開始批量生產(chǎn)和銷售，王運贛教授和KINERGY公司董事長林國才、經(jīng)理牧青在北至哈爾濱、南至廣東的多個城市，以及英國倫敦，舉行產(chǎn)品報告會，取得了顯著成效，銷售業(yè)績頗豐，主要用戶有：廣東河源快速成形中心、珠海海關(guān)、北京航空大學(xué)廣州紅地公司、長春第一汽車制造廠、沈陽干部管理學(xué)院、第二汽車制造廠、合肥合力叉車廠、南京金城摩托車廠、上海交通大學(xué)、上海同濟大學(xué)等。圖7是長春第一汽車制造廠用LOM快速成形機制作的鑄造用木模替代模。同年，中新雙方議定，由新加坡合作生產(chǎn)并銷售的快速成形機，華中科技大學(xué)按銷售價的3%提成10年。

圖6

圖7

★1996.3―4月 光明日報、科技日報、經(jīng)濟日報、中國汽車報、中國機電日報、中國儀電報、中國兵工報等，紛紛報道上述中新合作生產(chǎn)的快速成形機成果，給與了高度評價（圖8）。

圖8

★1996.8.18 KINERGY公司與華中理工大學(xué)聯(lián)合開發(fā)的快速成形機，經(jīng)過進一步改進后命名為Zippy（圖9），新加坡聯(lián)合早報頭版頭條刊登大幅照片（圖10），并報道稱：Zippy快速成形機是“神州科技，開花獅城”，第6版報道稱“Zippy快速成形機國際公認世界一流”（圖11），中國駐新加坡大使館科技一秘王鼎稱贊為“一個比較顯著的成果”（圖12）。

圖9

圖10   

圖11

圖12

★1997 上述中新合作生產(chǎn)的快速成形機Zippy和打印工件，在德國法蘭克福歐洲模具展覽會（Euromold）展出，獲得好評（圖13）。

圖13

★1998 上述中新合作生產(chǎn)的快速成形機Zippy獲：
臺灣發(fā)明專利，發(fā)明第097677號，
中國實用新型專利，ZL 98 2 09076.5。

★1999 上述中新合作生產(chǎn)的快速成形機Zippy獲：
中國實用新型專利，ZL 99 2 12349.6，
中國實用新型專利，ZL 99 2 13351.3。

★1999.9 華中理工大學(xué)出版社出版王運贛教授專著《快速成形技術(shù)》，此書由中國駐新加坡大使館科技一秘章寧作序，序言稱：王運贛教授“是我國最早從事快速成形制造技術(shù)研究與開發(fā)的學(xué)者之一，也是最早通過國際合作途徑使其所開發(fā)的產(chǎn)品進入國際和國內(nèi)市場的資深工程技術(shù)專家之一�！�，“王運贛教授研究開發(fā)實踐的意義，不僅在于他使一項以國內(nèi)研究為基礎(chǔ)的技術(shù)成為一種具有顯著市場價值的產(chǎn)品，更在于這一過程本身蘊含了有關(guān)中國研究開發(fā)成果商品化、國際化的多方面的啟示。其中重要的一點是：通過適當?shù)耐緩胶蛧�際合作形式，以中國研究開發(fā)為基礎(chǔ)的技術(shù)成果，完全有條件進入國際市場。”（圖14）

圖14

★1999 華中理工大學(xué)、KINERGY公司與新加坡國立大學(xué)合作研制SLM（選區(qū)激光熔化）快速成形機成功，當年生產(chǎn)了2臺，供新加坡國立大學(xué)應(yīng)用，于2003年獲得美國專利：US 6621039 B2, Method and Apparatus for Creating a Free-form Three-Dimensional Metal Part using High-Temperature Direct Laser Melting.
★1999 華中理工大學(xué)與KINERGY公司合作研制成功6軸材料擠壓式（FDM）3D打印機（圖15），其中6個軸分別是噴頭沿X、Y方向的兩個直線運動軸、 工作臺沿Z方向的直線運動軸和旋轉(zhuǎn)軸、兩個噴頭的兩根擠料直線運動軸。兩個噴頭中的一個有垂直向下的噴嘴，用于成形工件的直壁結(jié)構(gòu)；另一個噴頭有橫置斜噴嘴，用于成形工件的非直壁結(jié)構(gòu)，兩個噴頭可采用塑料棒或塑料絲進行材料擠壓成形。采用棒料成形時，可通過旋轉(zhuǎn)料架自動更換不同顏色的塑料棒。在計算機的控制下，6個軸自動相互配合，可以在不制作支撐結(jié)構(gòu)的前提下，成形工件的傾斜、懸臂結(jié)構(gòu)。

圖15

華中理工大學(xué)快速成形（3D打印）科研項目（20世紀90年代）

序號	申請 日期	項目名稱	歸口管理單位	研發(fā)人員
1	1991	基于SLA技術(shù)的快速模具制造系統(tǒng)	華中理工大學(xué)科學(xué)技術(shù)基金	王運贛，趙學(xué)成，田亞梅， 朱曙光，尹希猛，曲延玲
2	1992	激光固化快速模具制造系統(tǒng)研究	國家自然科學(xué)基金委員會	王運贛，田亞梅，尹希猛
3	1993	激光固化快速造形系統(tǒng)研究	國家自然科學(xué)基金委員會	黃樹槐，王運贛，田亞梅， 尹希猛
4	1993	快速光造形技術(shù)研究	高等學(xué)校博士學(xué)科點專項科研基金	黃樹槐，王運贛，尹希猛
5	1993	快速光造形系統(tǒng)研究	重點學(xué)科技術(shù)	黃樹槐，王運贛，田亞梅， 尹希猛
6	1993	激光固化快速造形系統(tǒng)研究	國家科委	王運贛，黃樹槐，尹希猛
7	1993	CAD/CAM集成化快速光造形機的開發(fā)	湖北省科委	王運贛。黃樹槐，駱際煥，陳國清，馬莎，尹希猛，梁書云
8	1994	產(chǎn)品快速、直接設(shè)計與制造的現(xiàn)代集成方法研究	國家科委	王運贛，黃樹槐，馬莎，尹希猛，梁書云，劉斌
9	1994	新一代快速制樣技術(shù)―LOM的研究	國家自然科學(xué)基金委員會	黃樹槐，王運贛，駱際煥，陳國清，何永貴，尹希猛，馬莎，劉斌
10	1995	快速光造形技術(shù)中制件精度研究	國家自然科學(xué)基金委員會	黃樹槐，王運贛，尹希猛，馬莎，劉斌，包小紅
11	1995	金屬模具快速造形技術(shù)基礎(chǔ)研究	國家自然科學(xué)基金委員會	黃樹槐，王運贛，黃乃瑜，羅吉榮，肖躍加，葉升平，李焰，韓明，馬莎，段軍
12	1998	激光誘發(fā)反應(yīng)式快速成形系統(tǒng)的研究	國家自然科學(xué)基金委員會	王運贛，張祥林，馬莎，黃旗明，陳學(xué)彬

主編出版快速成形（3D打印）技術(shù)專著：

序號	書   名	主 編	出 版 社	出版日期
1	快速成形技術(shù)	王運贛	華中理工大學(xué)出版社	1999
2	快速模具制造及其應(yīng)用	王運贛	華中科技大學(xué)出版社	2003
3	快速成形技術(shù) （高級）	李寶， 王運贛	中國勞動社會保障出版社	2006
4	快速成形技術(shù) （技師）	郭書安， 王運贛	中國勞動社會保障出版社	2006
5	快速模具設(shè)計與制造技術(shù)（高級）	王宣， 王運贛	中國勞動社會保障出版社	2006
6	快速模具設(shè)計與制造技術(shù)（技師）	王運贛	中國勞動社會保障出版社	2006
7	快速成形及快速制模	莫健華	電子工業(yè)出版社	2006
8	微滴噴射自由成形	王運贛， 張祥林	華中科技大學(xué)出版社	2009
9	快速成形在生物醫(yī)學(xué)工程中的應(yīng)用	張富強， 王運贛，孫健	人民軍醫(yī)出版社	2009
10	三維打印自由成形	王運贛， 王宣，孫健	機械工業(yè)出版社	2012
11	功能器件自由成形	王運贛， 王宣	機械工業(yè)出版社	2012
12	自由成形技術(shù)	金燁， 王運贛	機械工業(yè)出版社	2012
13	三維打印技術(shù)	王運贛， 王宣	華中科技大學(xué)出版社	2013
14	液態(tài)樹脂光固化增材制造技術(shù)	莫健華，蔡道生，史玉升	華中科技大學(xué)出版社	2013
15	3D打印技術(shù)	王運贛， 王宣	華中科技大學(xué)出版社	2014
16	黏結(jié)劑噴射與熔絲制造3D打印技術(shù)	王運贛， 王宣	西安電子科技大學(xué)出版社	2016
17	選擇性激光燒結(jié)3D打印技術(shù)	沈其文	西安電子科技大學(xué)出版社	2016
18	選擇性激光熔化3D打印技術(shù)	陳國清	西安電子科技大學(xué)出版社	2016
19	液態(tài)樹脂光固化3D打印技術(shù)	莫健華	西安電子科技大學(xué)出版社	2016
20	3D打印材料	史玉升， 閆春澤，周燕，吳甲民，汪艷，余圣甫	華中科技大學(xué)出版社	2019
21	激光選區(qū)燒結(jié)3D打印技術(shù)	閆春澤,史玉升,魏青松,文世峰,李昭青	華中科技大學(xué)出版社	2019
22	3D打印技術(shù)概論	楊繼全,李滌塵,史玉升	化學(xué)工業(yè)出版社	2020