Moataz Attallah教授是伯明翰大學(xué)先進材料與加工實驗室(Advanced Materials and Processing Lab，簡稱AMP實驗室)的專家團隊帶頭人。該實驗室引領(lǐng)著一些最前沿的3D打印材料研究項目，包括Space X 項目的3D打印陶瓷推進器，以及一臺能夠在零重力條件下3D打印金屬的設(shè)備。

本文我們將聚焦Attallah教授與歐航局合作進行的項目(渦輪發(fā)動機制造)、能夠精準釋放藥物劑量的3D打印植入物，以及AMP實驗室在3D打印研究方面的進展。

3D打印渦輪引擎是否行得通?

金屬3D打印的航空引擎模型，由AMP實驗室設(shè)計制作

這個3D打印的渦輪發(fā)動機引擎部件是AMP實驗室與莫納什大學(xué)共同合作的。“我們最初是從粉末研究做起，理解其性能，在此基礎(chǔ)上制作小型部件，最后是一個大的部件。從概念開發(fā)，到材料研發(fā)，再到實際的成品，都是由AMP實驗室完成的?！?

Attallah教授補充道：“你不可能3D打印整個引擎，即便是親眼見到的那些打印出來用于測試的引擎，也僅僅是為短距離發(fā)射或者直升機設(shè)計的?！?

教授還談到了西門子開發(fā)的3D打印渦輪葉片。他表示，地面用的引擎與航空發(fā)動機有著天壤之別，陸地式引擎如果操作失敗，那你還可以進行改動、減輕重量，但航空式引擎沒有這種中途修復(fù)的機會。

開發(fā)新的3D打印金屬材料

據(jù)了解，除了渦輪機以外，歐航局還為AMP實驗室提供了2200萬歐元的資金，旨在開發(fā)一種能夠加速工業(yè)級新型金屬粉末的工藝。歐航局的合金制造項目共有31個機構(gòu)參與，其中包括了英國雷尼紹、Rolls Royce、汽車制造商Fiat的研發(fā)中心等重要參與者。

AMP實驗室的金屬3D打印部件

“目前，如果你要開發(fā)一種材料，尤其是金屬材料，大概需要5年左右的時間才可能證明其實用性。”教授解釋道。AMP實驗室也正在著力加速這種進程。

ACCMet項目 (Accelerated Metallurgy)就是其中的一個核心，該項目將金屬絲線擠出設(shè)計成一種直接激光制造的模式，在兩分鐘里制造出這種合金塊。性能測試通過后，就可以進行下一步。

除航空研究以外，醫(yī)療是AMP實驗室的第二個聚焦點。Attallah教授和他的團隊將3D打印藥物與金屬植入物相結(jié)合，開發(fā)了一種能夠精準釋放抗生素的植入物，能夠針對局部患處進行更有效的治療。雖然目前仍處于初期階段，他們對這種植入物的前景非?？春谩?

無論是3D打印在航空還是醫(yī)療方面的應(yīng)用，作為一名大學(xué)教授，Moataz Attallah看到在推進這些前沿的研究方面還存在很多“疑難雜癥”。其中，開發(fā)學(xué)生的實際應(yīng)用能力是一大難點。他指出，許多學(xué)生還是徘徊在學(xué)術(shù)研究的階段，對將這些研究推入實際的行業(yè)應(yīng)用有所猶豫。為此，伯明翰大學(xué)專門針對增材制造的特別研究開設(shè)了學(xué)位和項目，在溫度控制和增材制造吹制粉末方面深入開展研究。