米兰官网-3D打印“岩”续安全—新闻—科学网

于凡人眼中，坚硬的岩石代表着亘古稳定。但于山东省“泰山学者”青年专家、露天煤矿灾难防治与生态掩护天下重点试验室（山东科技年夜学）副主任蒋力帅眼中，亿万年的岩层倒是布满随机裂隙、亟待“复制”与“破解”的暗码。

33岁便提升传授的蒋力帅手握3D打印的“金钥匙”，领导团队冲破传统，于国际上率先精准打印出“以假乱真”的类岩质料，让地下公里巷道围岩的不变性研究从此有了可反复实验的“替人”，解决了持久困扰岩石力学界的“洽商”难题，为我国矿山安全开采提供了要害支撑。

本年5月，这项技能被中国煤炭工业协会鉴定为“国际领先”程度。本年8月，团队最新结果“高力学相似性3D打印类煤岩质料研发与成型技能研究进展”发表于《煤炭学报》。

蒋力帅（左三）与国际专家交流

跨界而行：用计较机代码敲出井下岩层暗码

推开蒋力帅团队办公室的年夜门，若不是他提早站起来，于一众学生中，很难找出哪一个是他，这位1989年出生的传授看起来及他身旁的学生们同样年青。但恰是他，用计较机代码解开了公里井下岩层的秘密，完成为了一场出色的学术跨界。

时间回到2007年，当蒋力帅考入山东科技年夜学计较机专业时，面前的将来还有由代码及算法组成。然而母校“因煤而生，因煤而兴”的气氛，让他萌发了一个斗胆的设法：用计较机技能破解煤矿行业的难题。这个跨界的好奇心，差遣他从年夜三起就跑去旁听采矿工程的专业课，于条记本上写满了从编程逻辑到岩层模子的思索。这份怪异的堆集，为改日后出色的"学术跨界"埋下了伏笔。

依附精彩的能力，他顺遂考取中国矿业年夜学（北京）采矿工程研究生，完成为了从"虚拟世界"到"地下岩层"的第一次超过。2013年，于"海外名师"讲堂上，加拿年夜麦吉尔年夜学传授Hani Mitri的讲座让贰心潮彭湃。2014年，他如愿飞赴麦吉尔年夜学深造。

麦吉尔有着全世界顶尖的矿业学科，两年间，贰心无旁骛地罗致营养，结果频出。也恰是于这里，他初次接触到3D打印技能于岩体力学中的运用。一个立异的火花被点燃："假如能用它精准复制裂隙纵横的岩体，岂不是能破解传统实验的瓶颈？"

2016年，蒋力帅学成归往返到山东科技年夜学执教。研究中，他敏锐发明了一个困扰学界的难题：岩体布局繁杂多变，于试验室内极难复现。这时候，于麦吉尔种下的那颗种子最先破土而出。

2020年，他领导团队创始性地将砂型3D打印技能运用在繁杂裂隙岩体的力学研究，用最前沿的制造技能，揭开地下岩层最古老的奥秘。

蒋力帅于作陈诉

技能冲破：用3D打印“复刻”裂隙纵横的岩体暗码

深部矿井围岩动力相应与灾难防治是矿山灾难范畴亟待解决的要害问题，而岩石力学研究尤为要害。

持久以来，岩石力学研究面对一个巨年夜瓶颈：自然岩体内部布局繁杂多变，传统实验要领难以制备出反复性好、又能真实反应裂隙收集的试样。

“这就比如大夫要做手术，却没有正确的病灶模子。”蒋力帅形象地比方。尤其是跟着我国矿产资源开发走向深部，巷道围岩节制研究需要超过从毫米级裂隙到公里级采场的多标准挑战，传统要领已经难以满意精准研究的需要。

面临这一“洽商”难题，蒋力帅敏锐地捉住了3D打印技能这一冲破口。

“它的上风太较着了——可以批量建造彻底一致的繁杂试样，完善解决实验反复性问题；联合CT扫描技能，可以或许精准‘复刻’真实岩体的内部布局；还有能实现个性化定制，建造出传统要领底子做不出来的繁杂构型。”

然而，从理念到实践的门路其实不平展。最年夜的挑战于在质料——既要成型精度高，又要力学机能与真实岩体高度相似。蒋力帅领导团队颠末五年攻关，终究研发出一种革命性的砂型3D打印类煤岩复合质料，将打印试样的最高强度晋升至66.5兆帕，比原有技能提高了6-9倍。

这一冲破象征着团队乐成实现了“高裂隙精度”及“高力学相似”的同一，为岩石力学实验提供了全新的技能路径。更主要的是，团队还有研发了分散式裂隙围岩巷道物理模子的制备要领，搭建起从试验室到工程现场的桥梁。

不久前，这项技能被中国煤炭工业协会鉴定为“国际领先”程度。如今，已经于多个矿区运用，为保障我国深部矿产资源安全开采提供了要害技能支撑。5年来，团队已经于权势巨子期刊发表SCI论文77篇，此中高程度一区论文31篇，为我国岩石力学研究斥地了新的标的目的。

蒋力帅获奖

亦师亦友：让科研“脑洞”于育人中生根抽芽

“咱们要做的不仅是发论文，更要解决现实问题。”蒋力帅说，“用科技的气力让矿工兄弟事情患上更安全，这是咱们的责任，也是咱们的庆幸。

“做导师造就学生，毫不能像流水线出产。”蒋力帅经常把这句话挂于嘴边。1989年出生的他于学生眼中既是严师，也是好友——学术上严酷要求，糊口中和蔼可掬，用自身对于科研的热爱传染着整个团队。

“咱们课题组的气氛尤其好，年夜概是由于教员及学生的‘脑电波’对于患上上，各人都爱‘脑洞年夜开’。”博士卒业生赵阳说。

蒋力帅看重因材施教，鼓动勉励每一个学生把于差别处所学到的新要领、新技能，运用到课题组的研究中。这类开放包涵的气氛，让一批批学生于这里找到了科研的标的目的。

赵阳就是此中的典型代表。“我是一位跨专业学生，初入课题组时，我感觉很苍茫。于蒋教员的悉心引导下，我很快顺应了专业改变，还有找到了本身的研究兴致，开展了裂隙岩体力学与3D打印的交织研究。”硕博时期，赵阳发表了14篇SCI论文。

蒋力帅始终对峙讲授相长，他将国际前沿结果融入讲堂，主编出书“十四五”计划双语教材2部，主持多项教改项目。他主授的双语课程荣获山东省高校青年西席讲授角逐工科组第一位、天下高校采矿工程青年西席授课角逐一等奖等多项声誉。

自2018年引导研究生以来，蒋力帅已经经造就了16名博士研究生，学生遍布海内外知名高校。课题组持续2年获山东省优异硕士学位论文，6人得到研究生国度奖学金。更使人惊喜的是，他造就的学生正于智能采矿、岩层节制等范畴继承开拓，将这类跨界立异的“脑洞”精力延续下去。

（受访者供图）