盧秉恒再談3D打?。焊锩孕袠I(yè)正在崛起！

　　3D打印是一個顛覆性的創(chuàng)新技術。從制造方式來說，鑄、鍛、焊在制造過程中重量基本不變，屬于等材制造，已經(jīng)有3000年歷史了。

　　車銑刨磨機床通過材料的切削去除，達到設計形狀，稱為減材制造，已有300年的歷史。增材制造中材料一點一點地累加，形成需要的形狀。發(fā)明于1984年，才30年的歷史。

　　當前3D打印幾種主流技術有：

　　SLA(光固化技術)利用激光掃描，使液態(tài)光敏樹脂固化。是最早發(fā)明出來的3D打印技術。廣泛應用于設計驗證。

　　SLS(選擇性激光燒結)是一種將非金屬(或普通金屬)粉末分層鋪設，激光在程序控制下，選擇區(qū)域掃描燒結成三維物體的工藝。用于飛機、航空航天零件的制造以及精密件的制造，包括飛機的格柵、牙科的修復、顱骨的修復。

　　SLM是在送粉中，實現(xiàn)激光融化和燒結，類似堆焊，制造件更加致密、強度達到鍛件水平，可用于制造大型結構件、承載件。

　　FDM技術(熔融堆積法)將熱塑性絲狀材料加熱從小孔擠出，將絲材熔化堆積成型。適合于教育或者創(chuàng)客設計驗證。大尺寸FDM裝備可用于汽車和無人機的制造。

　　3D打印(增材制造)的特點與意義

　　1984年美國發(fā)明了光固化激光成型技術，1986年實現(xiàn)SLA樣機，按照材料累加概念，各種增材制造工藝與裝備紛紛涌現(xiàn)，當時采用激光快速原型制造等學術名詞。這些技術中有一種以石蠟等材料的3D打印機。近年來，美國媒體開始把增材制造技術稱為3D打印技術，有利于大眾理解。增材制造被美國自然科學基金會稱為上世紀最重要的制造技術創(chuàng)新。麥卡錫報告列出了對人類生活有顛覆性影響的12項技術，3D打印排在第九位，排在新材料和頁巖氣之前。預測在2030年全世界將達到1萬億左右美元的效益，15年麥卡錫報告又將這一進程前移，認為增材制造2020年可達到5500億美元的效益。

　　3D打印制造有如下特點與優(yōu)勢：

　　1、 3D打印無處不在：3D打印可以打印許多材料、任意復雜形狀、任意批量，可以應用于各工業(yè)和生活領域，可以在車間、辦公室及家里實現(xiàn)制造。理論上3D打印無處不在，無所不能。但許多材料的打印、工藝的成熟度、打印成本、效率等等尚不盡人意，需要多學科交叉的創(chuàng)新研究，使之更好、更快、更廉價。

　　2、 支持產(chǎn)品快速開發(fā)：3D打印可以制造形狀復雜的零件，所想即所得。直接由設計數(shù)據(jù)驅動，不需要傳統(tǒng)制造必須的工裝夾具模具制造等生產(chǎn)準備，編程簡單。在產(chǎn)品創(chuàng)新設計與設計驗證中，特別方便。使產(chǎn)品開發(fā)周期與費用至少降低為一半，成為機電產(chǎn)品和裝備快速開發(fā)的利器。

　　3、 節(jié)材制造：增材制造僅在需要的地方堆積材料，材料利用率接近100%。航空航天等大型復雜結構件采用傳統(tǒng)切削加工，往往95%—97%的昂貴材料被切除。而在航空航天裝備研發(fā)機制造中采用增材制造將會大大節(jié)約材料和制造成本，具有極其重要的價值。

　　4、 個性化制造：可以快速、低成本實現(xiàn)單件制造，使單件制造的成本接近批量制造。特別適合個性化醫(yī)療和高端醫(yī)療器械。如人工骨、手術模型、骨科導航模板等。

　　5、 再制造：用于修復磨損零部件的再制造，如飛機發(fā)動機葉片、軋鋼機軋輥等，以極少的代價，獲得超值。應用在軍械、遠洋輪、海洋鉆井平臺、乃至空間站的現(xiàn)場制造，具有特殊的優(yōu)勢。

　　6、 開拓了創(chuàng)新設計的新空間：可以制造傳統(tǒng)制造技術無法實現(xiàn)的結構，為設計創(chuàng)新提供了非常大的創(chuàng)新空間?？梢詫?shù)十個、數(shù)百個甚至更多的零件組裝的產(chǎn)品一體化一次制造出來，大大簡化了制造工序，節(jié)約了制造和裝配成本。以3D打印新工藝的視角對產(chǎn)品、裝備再設計，可能是3D打印為制造業(yè)帶來的最大效益所在。