近二十年來，AM技術取得了快速的發(fā)展，“快速原型制造(Rapid Prototyping)”、“三維打印(3D Printing )”、“實體自由制造(Solid Free-form Fabrication)”之類各異的叫法分別從不同側面表達了這一技術的特點。首選我們要明白什么是增材制造，增材制造(Additive Manufacturing，AM)技術是采用材料逐漸累加的方法制造實體零件的技術，相對于傳統(tǒng)的材料去除-切削加工技術，是一種“自下而上”的制造方法。
2015年8月在國務院第一次專題講座上，李克強總理對增材制造表示出濃厚興趣。他表示，這給我們一個很重要的啟示：中國發(fā)展到今天，我們要瞄準下一個發(fā)展階段，要想由制造大國邁向制造強國，就需要在理念上提升一個層次。
李克強同時稱，“增材”的理念非常符合我國的國情需要。我國的自然稟賦并不占優(yōu)，人均資源占有量在很多方面都低于世界平均水平，“增材”的方式可能會對我國發(fā)展方式帶來顛覆性的重大轉變。不僅是3D打印，還有很多其他技術，要圍繞這一理念認真思考：怎樣轉變發(fā)展方式，走出一條推動中國產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟邁上中高端的路子來。
據(jù)OFweek3D打印網(wǎng)編輯了解，增材制造技術起源于美國，是基于材料堆積法的一種新型技術，被認為是近20年來制造領域的一個重大成果。隨著美國總統(tǒng)奧巴馬多次在國情咨文中強調(diào)增材制造(3D打印)的重要性，至此增材制造技術開始在全球風靡，于此同時中國也制定出相關推進技術，促進增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展。接下來OFweek3D打印網(wǎng)將帶你領略中美增材制造的不同方向與側重。
李克強總理關注“增材”
增材制造——創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)的利器
增材制造(AdditiveManufacturing，AM)技術是通過CAD 設計數(shù)據(jù)并采用材料逐層累加的方法制造實體零件的技術，相對于傳統(tǒng)的材料去除(切削加工)技術，是一種“自下而上”的材料累加制造方法。自20 世紀80 年代末，增材制造技術逐步發(fā)展，期間也被稱為“材料累加制造”、“快速原型”、“分層制造”、“實體自由制造”、“3D 打印技術”等。美國材料與試驗協(xié)會(ASTM)F42國際委員會對增材制造給出了定義：增材制造是依據(jù)三維模型數(shù)據(jù)將材料連接制作物體的過程，相對于減法制造，它通常是逐層累加的過程。3D打印也常用來表示“增材制造”技術。狹義的3D 噴印是指采用打印頭、噴嘴或其他打印技術沉積材料來制造物體的技術，這些增材制造設備相對價格較低，總體功能較弱。
從更廣義的原理上來看，以三維CAD設計數(shù)據(jù)為基礎，將材料(包括液體、粉材、線材或塊材等)自動化地累加起來成為實體結構的制造方法，均可視為增材制造技術。
增材制造技術不需要傳統(tǒng)的刀具、夾具及多道加工工序，利用三維設計數(shù)據(jù)在一臺設備上可快速而精確地制造出任意復雜形狀的零件，從而實現(xiàn)“自由制造”，解決許多過去難以制造的復雜結構零件的成形，并大大減少了加工工序，縮短了加工周期。而且越是結構復雜的產(chǎn)品，其制造的速度優(yōu)勢越明顯。近20 年來，增材制造技術得到了快速的發(fā)展，增材制造原理與不同的材料和工藝結合發(fā)展出了許多增材制造設備，目前已達到20 多個種類。這一技術在各個領域都獲得了廣泛的應用，如電子產(chǎn)品、汽車、航空航天、醫(yī)療、軍工、地理信息、藝術設計等。
增材制造(3D 打印)技術被認為是“一項將要改變世界的技術”。英國《經(jīng)濟學人》雜志認為增材制造將“與其他數(shù)字化生產(chǎn)模式一起推動實現(xiàn)第三次工業(yè)革命”。2013 年麥肯錫發(fā)布“展望2025”，而增材制造被納入決定未來經(jīng)濟的12 大顛覆技術之一。增材制造技術為我國制造業(yè)發(fā)展和升級提供了歷史性機遇。增材制造可以快速、高效地實現(xiàn)新產(chǎn)品物理原型的制造，為產(chǎn)品研發(fā)提供快捷技術途徑。該技術降低了制造業(yè)的資金和人員技術門檻，有助于催生小微制造服務業(yè)，有效提高就業(yè)水平，有助于激活社會智慧和資金資源，實現(xiàn)制造業(yè)結構調(diào)整，促進制造業(yè)由大變強。
(1)為創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)開拓了巨大空間。3D 打印適用于復雜形狀結構、多品種、小批量的制造以及眾多領域的應用。人們可以通過拓撲優(yōu)化設計及多材料制造功能梯度結構，最大限度地發(fā)揮材料的功能，為許多裝備設計和制造帶來顛覆性進步，使設計擺脫了傳統(tǒng)技術可制造性的約束，給創(chuàng)新設計釋放了巨大的空間。
(2)嶄新的生產(chǎn)組織模式為創(chuàng)業(yè)提供了無限商機。增材制造帶來集散制造的嶄新模式，即通過網(wǎng)絡平臺，實現(xiàn)個性化訂單、創(chuàng)客設計、制造設備，乃至資金的集成規(guī)劃與分散實施，這一生產(chǎn)模式可以有效實現(xiàn)社會資源的最大發(fā)揮，為全民創(chuàng)業(yè)和泛在制造提供技術支撐。
(3)促進學科交叉研究的革命性發(fā)展。發(fā)展微型冶金試驗平臺，應用于材料基因研究，創(chuàng)造新合金材料?？梢酝ㄟ^細胞打印、組織工程，發(fā)展器官再造，通過建設干細胞試驗臺，快速、高效進行干細胞誘導試驗，發(fā)展基因打印，為生命學科發(fā)展提供躍進式發(fā)展。
(4)為我國制造業(yè)發(fā)展和升級帶來重大機遇。3D 打印是產(chǎn)品創(chuàng)新的利器，已經(jīng)成為先進開發(fā)模式。而生產(chǎn)能力過剩，產(chǎn)品開發(fā)能力嚴重不足，是我國制造業(yè)發(fā)展的瓶頸。將3D 打印迅速在各個領域推廣應用，是發(fā)展高技術的服務業(yè)，實現(xiàn)制造業(yè)結構調(diào)整和促進制造業(yè)由大變強的重要手段。
