卢秉恒，机械工程专家，中国工程院院士，西安交通大学教授、博士生导师，国家增材制造创新中心主任。长期致力于先进制造技术研究，开展增材制造、数控机床、生物制造、微纳制造等方面的科研和教学工作，开发了国际水平的光固化快速成型设备、数控式大尺寸SLM、增减材一体化的 LMD和CMT等设备，提出“3D打印+”的推广应用发展理念。在国内首倡增材制造应用于在轨制造及月基制造；发明第三代纳米压印技术，开创性应用于精密光栅制造，解决了数控机床及空间科技精密定位的“卡脖子”问题；将3D打印应用于精准医疗，开创可降解骨支架转化为自体细胞的器官再造路径。
从皖北农家走进高等学府，从工厂车间迈向科学殿堂，中国工程院院士卢秉恒用半个世纪的攀登，成为中国增材制造（3D打印）技术从无到有、从追赶到引领的奠基者与推动者。他带领团队成功打破国外高端制造设备垄断，将增材制造的边界拓展至航空航天领域，深刻改变了中国制造业的格局。
在西安交通大学建校130周年之际，这位被誉为“中国3D打印之父”的科学家，系统阐述了以3D打印技术重塑制造格局的宏图。
《科学新闻》：上世纪90年代，您在国家制造业亟待升级的关键时期回国。当时可供选择的科研方向很多，是什么让您敏锐地锁定3D打印这条在国内尚未开辟的赛道？
卢秉恒：博士毕业后，我前往美国密歇根大学做访问学者，在参观一家汽车公司时，发现了一台3D打印设备。当时这项技术叫“快速成型”，它的独特之处在于能够直接将三维数字模型转化为实体物件。我觉得这项技术在很多产业非常有用，然而当时进口一台设备需要70余万美元，非常昂贵。
回国后，我便投身这一领域的自主研发。产品做出来后，我们的价格是150万元人民币，直接把国外设备“顶”了下去。当时产品有些部件是进口的，后来全部实现国产化。现在设备价格进一步降至三四十万元，在国内快速普及，有力推动了我国机械产品的研发进程。
《科学新闻》：目前我国3D打印产业发展处于什么阶段，未来有怎样的趋势？
卢秉恒：经过几十年的发展，3D打印已经在我国航空航天、汽车制造、医疗器械等关键领域实现了应用，尤其是其独特的柔性制造能力，推动了相关产业的迭代与转型升级。2024年，我国3D打印产业产值增长率达到24%，未来几年的增速会有更大提升。
在应用场景上，3D打印可以应用于国产大飞机制造。作为一项新兴技术，3D打印将在社会发展中扮演越来越重要的角色，带来的影响也将远超传统技术。
《科学新闻》：您正在重点推动3D打印在哪个场景的落地应用？
卢秉恒：我现在最大的目标就是用3D打印直接打印大飞机的大部段。目前航空领域的主流制造路径仍遵循“非承力件—次承力件—主承力件”的渐进式发展模式。直接将3D打印用于制造大飞机的机头、机尾、机身、机翼等大型核心部件，可以大幅提升我国的飞机制造能力。
当前，国产大飞机C919虽然已经投入生产，但生产能力仍然严重不足，市场需求和制造能力之间还有很大差距，开辟基于3D打印的大飞机制造新路径具有重要意义。
一方面，可以显著节约昂贵原材料。传统的飞机大型结构件多采用薄壁化设计，材料去除率高达95%，而增材制造仅在需要处精准堆积材料，实现材料利用率的最大化。另一方面，增材制造具备优异的柔性化能力，能够快速适配C919、C929等不同机型的生产需求，在型号转换过程中无需大规模重构生产线，实现制造能力在不同平台间的无缝切换与高效复用。此外，增材制造能实现大型构件的一体化成型，将原本由数百个零件组成的复杂部件集成为单一整体，大幅简化供应链体系。目前，国际上制造一架大型客机通常需要整合1000多家供应商和上百个国家的配套资源。在复杂多变的国际形势下，提升大飞机关键部件的自主可控能力，对我国航空工业的战略安全具有至关重要的意义。
我们首次在国际上提出3D打印大飞机的想法，希望在未来几年可以实现这一目标。
《科学新闻》：将3D打印直接应用于制造大飞机的大部件是一个非常大胆的想法，为什么一定要做这件事？
卢秉恒：国家增材制造创新中心的设立正是为了集中力量攻克行业关键共性技术难题，推动实现国家在高端制造领域的战略布局。这是我们的使命，是服务国家重大需求也是对市场的响应。
我们之所以敢于探索这条技术路线，是因为已经开展了充分的前期基础论证，启动了大型增材制造装备的研发设计。实现这条路径，首先要融合多种工艺优势以寻求最优解决方案；其次，系统研发与之匹配的成型工艺，保障构件的制造质量与一致性；最后，也是最关键的一环，是推动整套技术体系通过严格的适航认证。
这些工作正在扎实推进，我期待汇聚全国的优势力量，共同攻克这条跨度大、创新性强的新型技术路线，相信不久的将来一定可以实现。
《科学新闻》：从实验室创新到市场应用，需要跨越很多鸿沟。实现科研成果转化需要克服哪些挑战？如何更好地帮助科研人员开展成果转化？
卢秉恒：做科研是为了解决某个技术或科学问题。产业化不一样，不单面临技术问题，还存在市场和管理问题。
好的技术成果成功推向市场，首先依靠政策的扶持。当前，国家出台了一系列政策鼓励科研成果产业化，但具体实现科研成果与市场接轨，需要做好四链融合——资金链、创新链、产业链、技术链，其中最重要的是资金链和创新链的融合。很多投资机构更注重短期效益，缺乏耐心，而创新尺度大的成果走向产业化需要走更长的路，没有能够“陪跑”的耐心是无法成功的。
对于高校教授创业，我建议首先要从工程实践中来。国外很多教授是先在企业积累，然后再回到学术界，拥有产业和学术的双重背景。
其次，要在体制层面构建有效的激励机制与容错环境，建立更有耐心的评价体系，对科研探索更加宽容，容许犯错、鼓励迭代。只有这样才能推动突破性技术走出实验室，成功走向产业化。
《科学新闻》：您在西安交通大学完成硕士和博士学业后选择留校工作至今。在您看来，这所学校给您提供了怎样的科研环境？
卢秉恒：在西安交通大学，我始终能按照自己的学术构想开展研究。学校不仅提供了充分的自主探索空间，还营造了共同进步的文化氛围。正是这种尊重创新、鼓励探索的学术环境，为重大科研成果的诞生提供了重要的土壤。
《科学新闻》：西迁精神根植于西安交通大学的文化血脉，您如何看待其内涵和传承？
卢秉恒：本科毕业后我在工厂工作了多年，然后考取了西安交通大学的硕士和博士，师从顾崇衔先生。
顾先生对我有很深的影响。他很注重工程实践，从中央大学（南京大学前身）毕业后，先后在中央机械厂、中国兴业公司任总工程师，1945年前往美国学习。顾先生没有直接进入大学追求学位，而是选择进入企业担任见习工程师，深入工厂一线。回国后，他扎根工厂，带领青年教师走访了几十家企业，编写了《机械制造工艺学》这本著名的教科书。
顾先生拥有典型的西迁精神。他本是交通大学的教授，家在上海，生活优渥，但在国家建设大西北的号召下，毅然放弃舒适环境，举家西迁。服从国家需求就是奋斗的方向。
《科学新闻》：今年是西安交通大学建校130周年。站在这样一个承前启后的历史节点，您对母校未来的发展有怎样的期许？
卢秉恒：总结历史，确定新的发展方向。进入新的时代，尤其是近几年，我国和全球科技发展迅猛，西安交通大学作为一所具有光荣历史和传统的学府，理应也必将作出更大的贡献。■
