中国科学院广州电子技术研究所研究员
广东省光学学会副理事长
广州光学学会副理事长
广东省机械工程学会增材制造分会理事长
广东省3D打印产业技术创新联盟理事长
《机电工程技术》杂志第十二届编委会编委
从事激光无损检测技术、干涉计量技术、光信息处理技术、光机电一体化技术和电子专用装备研制的研究开发工作。主持多项国家和省自然科学基金项目研究，重大（重点）科技项目和企业委托的光机电一体化专用设备的研发工作。长期致力SLA、DLP、FDM、微滴喷射增材制造（3D打印）技术、设备的研发及其推广应用。曾获广东省科技进步二等奖一项、获授权国家专利10余件，软件著作权登记10余件，发表论文50余篇。
产品设计与规模化生产制造之间存在巨大的鸿沟，如何将工业设计的产品大规模生产出来，这中间要经历产品验证、开模、小批量生产、大批量生产等过程。规模化生产之前的产品验证只需要少量的产品。如何将设计的三维模型的数据快速、准确地转化成实体产品？以前是用手工雕刻、石膏倒模、数控机床加工等传统方法来实现，但这些办法既费时又费力，即使是同一次做的产品之间都存在较大的差距，有些设计甚至无法加工。20世纪80年代出现的3D打印技术能很好地解决这些问题，它可以快速、准确地将产品的CAD数据“打印”成三维实体进行设计验证、功能测试和产品体验。得益于3D打印技术及材料的快速发展，利用3D打印直接制造功能零件和规模化产品生产已成为事实，特别是近年迅猛发展的高速光固化3D打印技术在个性化日用消费品大批量生产的能力已十分明显。近日，《机电工程技术》编辑部采访了中国科学院广州电子技术研究所李耀棠研究员及团队，现将采访内容整理刊登。
李耀棠研究员3D打印技术研发团队现有人员20余人，技术人员专业结构涵盖了计算机软件、光学、自动化、机械设计制造和材料等，主要从事非金属3D打印技术研发、设备开发和推广应用。团队从2002年起开始从事激光固化工艺（SLA）的3D打印技术和设备的研发工作，2010年开始熔丝堆积工艺（FDM）3D打印技术和设备的研发。研发平台有广东省增材制造技术与装备工程实验室、广东省3D打印装备工程技术研究中心、广东3D打印应用技术创新中心（佛山）。中国科学院广州电子技术研究所是广东省3D打印产业技术创新联盟和广东省机械工程学会增材制造分会理事长单位。
团队十分重视产学研合作，与众多的3D打印研发机构和企业保持密切的合作关系，以多学科融合的优势共同承担了多项省市3D打印重大项目。经过近二十年的发展，团队已在SLA、MPSL、FDM 3D打印技术方面积累了大量的成果并推广应用。3D打印技术成果得到了充分的肯定，3D打印技术的应用带动了相关产业的发展。
● 基于光固化（SLA、MPSL）3D打印技术及设备
针对光束扫描的SLA设备打印速度和精度难以同时兼顾的问题，研发采用音圈电机控制的光学动态变焦系统的SLA变光斑扫描技术，配合使用声光调制器作光束强度调制，在进行工件的轮廓扫描时调整扫描光束的光斑尺寸为0.05 mm甚至更小，同时采用不同固化补偿量的轮廓重复扫描法进行轮廓线扫描；进行工件填充扫描时调整光斑尺寸在0.1 mm以上，同时采用智能分层技术，根据成型工件的形状，在0.05～0.2 mm的层厚范围内按区域自适应分层，这样既提高工件的尺寸和表面轮廓的精度又提高了工件的制造速度；工件尺寸为600 mm×600 mm×450 mm，打印尺寸精度可达到±0.05 mm@100 mm。
底部掩模投影（MPSL）在设备成本、打印表面质量、打印速度等相比SLA有显著的优势，团队根据不同行业的应用需求，在材料研发及工艺方面进行研究，解决了约束表面曝光的固化层与树脂槽界面粘结和分离、大截面工件打印树脂回流填充及大面积曝光光场强度不均匀等问题，并针对不同的行业应用开发出多种的MPSL设备。
● 熔丝堆积（FDM）3D打印技术及设备
面向工业应用的FDM3D打印技术及设备开发，研究适用于FDM使用的高聚物及其复合材料在打印过程中的热流变行为及热涨冷缩行为，在此基础上设计可靠的适用于多材料打印的全金属熔融器及送丝机构，包括熔融器、冷却风道、送料系统、温控系统、送丝方法等。针对FDM打印精度和表面光洁度满足不了工业的要求，并且容易开裂、变形、支撑难以自动生成等问题，研发了可以支持聚醚醚酮、聚醚酰亚胺等高性能聚合物大尺寸工件打印的FDM3D打印机，开发了对STL、AMF格式模型数据进行三维布尔运算并生成体支撑/切片的3D打印数据预处理软件。
● 行业应用
行业应用仍是目前3D打印技术推广的最大市场难题，3D打印技术只有在产业化过程中得到广泛应用，才能进一步成熟和完善。团队高度重视3D打印技术的推广应用，建设了配备工艺较为齐全的3D打印体验中心，为用户提供相应的技术支持和体验。团队的技术成果在工业设计与产品验证、医学医疗、珠宝首饰、文化创意产业衍生品和教育等行业的应用得到高度好评。
