卢秉恒院士作为中国增材制造领域的开拓者与领军人物,其科研生涯贯穿了从基础研究到产业化的全链条创新。他主导的3D打印技术突破,不仅推动了中国制造业向高端化、智能化转型,更在航空航天、生物医疗等战略领域实现了关键技术自主可控,其成果深度契合“中国制造2025”战略需求,被誉为“中国3D打印之父”。

一、突破性技术成果:从理论到产业的跨越式创新
卢秉恒团队在铝锂合金增材制造领域取得突破性进展。针对2195 Al-Cu-Li合金在传统制造中的设计受限、工序复杂等痛点,团队提出基于钨极惰性气体保护的定向能量沉积(GTA-DED)工艺,结合双面高斯热源动力学模型与机器学习优化,实现Li元素烧损控制至1.6%,远低于国际水平。经T8热处理后,合金屈服强度达554.5 MPa,抗拉强度529–566 MPa,性能媲美锻件。该成果发表于《Additive Manufacturing》,为航天结构轻量化提供了核心支撑。此外,团队开发的紫外光快速成型机实现国际首创,通过紫外灯替代激光器降低成本,推动光固化技术产业化,设备广泛应用于汽车、家电等2000余家企业。
二、跨领域应用创新:多场景赋能制造升级
在航空航天领域,卢秉恒团队的技术已应用于国产大飞机承载结构设计,实现复杂几何形状的精准制造,推动中国制造从跟踪仿制向自主可控跨越。在生物医疗领域,个性化颌面骨替代物设计制造技术获国家技术发明二等奖,临床实验证实其生物相容性与功能匹配性。汽车领域,3D打印技术助力氢能储氢瓶研发,提升设计创新空间;医疗领域,细胞打印与器官再创技术进入临床阶段,如CT数据反求软件实现骨缺损精准修补,为精准医疗提供工具支撑。
三、人才培养体系:“一主线二融合三牵引”的创新范式
卢秉恒主导构建的“一主线二融合三牵引”工艺创新能力培养体系,以“原理—方法—装备—过程—质量”为主线,打造涵盖课程、师资、实践的立体化培养架构。通过科教产教深度融合,培养“科学家+工程师”复合型教授;以实际工艺问题、任务、项目牵引,建立工程场景沉浸式教学平台。该体系获国家级教学成果奖,培养60余名企业工艺领军人才,孵化30余家高技术企业,张朝晖、杨涛等创业者入选中国大学生创业英雄榜单,教学理念推广至清华、浙大等57所高校。
四、标准制定与国际合作:引领行业规范化发展
作为全国增材制造标准化技术委员会主任委员,卢秉恒推动制定涵盖设备、制件精度、生物相容性等行业标准,如医疗器械匹配标准、航空承载件强度标准等。他强调,标准需基于工况建模、实验数据与大数据研究,通过龙头企业高于国家标准的“双高”机制提升竞争力。在国际合作方面,他倡导加入ISO/TC 261增材制造标准化行动,推动全球统一标准,促进中国标准与国际接轨,提升中国在全球增材制造领域的话语权。
五、科研精神传承:西迁精神与青年学者启示
卢秉恒的科研生涯深受西迁精神影响,其导师顾崇衔教授“胸怀大局,无私奉献”的精神激励他扎根西部,攻克“技术+资金”双壁垒。他勉励青年学者:“创新需理论素养与工程实践并重,需坚持韧性突破壁垒。”其团队开发的熔融电流体3D打印技术,实现液晶弹性体微米至厘米尺度软执行器制造,响应时间低于33ms,做功密度达160J/Kg,为微机电系统、生物技术提供新工具,相关成果发表于《Science Advances》,展现中国学者在前沿领域的创新能力。
卢秉恒的科研生涯以技术突破为基、以应用创新为翼、以人才培养为脉、以标准制定为纲,构建起从基础研究到产业化的完整创新生态。其成果不仅推动中国增材制造技术跻身国际前列,更通过教育传承与标准引领,为中国制造由大变强注入持久动力,其科研精神与范式创新将持续启迪后学,推动制造业向价值链高端攀升。
