增材制造,，重塑制造業(yè)的未來！

增材制造實現(xiàn)了制造方式從等材,、減材到增材的重大轉(zhuǎn)變,，改變了傳統(tǒng)制造的理念和模式，將對傳統(tǒng)的工藝流程,、生產(chǎn)線,、工廠模式、產(chǎn)業(yè)鏈組合產(chǎn)生深刻影響,，被認(rèn)為是制造業(yè)領(lǐng)域代表性的顛覆性技術(shù),。

增材制造,，人們最常見的,，是3D打印,，它是以數(shù)字模型為基礎(chǔ)，將材料逐層堆積制造出實體物品的新興制造技術(shù),。增材制造可節(jié)約制造材料和加工時間,，制作形態(tài)千奇百怪的物品，實現(xiàn)制造的個性化和定制化,，并有助于推動新材料,、智能制造等領(lǐng)域的快速發(fā)展。增材制造近年研究較多的材料是陶瓷和金屬,，可打印的金屬材料范圍不斷拓寬,，石墨烯、復(fù)合材料等也獲得高度重視,。增材制造技術(shù)的重點(diǎn)發(fā)展方向是混合材料打印,、提高打印速度、實現(xiàn)大尺寸制造等,。增材制造的應(yīng)用日益廣泛,，汽車制造、先進(jìn)電池制備,、航空航天零部件制造,、人體生物仿生組織制備等都是發(fā)展熱點(diǎn)。

在3D打印的基礎(chǔ)上,，科學(xué)家又提出了4D打印的概念,，即3D打印出來的結(jié)構(gòu)能夠在外界激勵下發(fā)生形狀或者結(jié)構(gòu)的改變，讓物體自動組裝構(gòu)型,，從而實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計,、制造和裝配的一體化融合，未來在生活,、藝術(shù),、航空航天、醫(yī)療,、軍事等領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用潛力,。

增材制造正在從專業(yè)化走向社會化，從產(chǎn)品開發(fā)的工具轉(zhuǎn)變?yōu)榕�量生產(chǎn)制造的手段,，正處于技術(shù)發(fā)展的井噴期,、產(chǎn)業(yè)發(fā)展的起步期，在醫(yī)療,、文化教育,、汽車、航空航天,、能源與軍事領(lǐng)域取得了眾多亮點(diǎn)的研發(fā)及應(yīng)用進(jìn)展,。例如,，美國科學(xué)家以生物凝膠為材料，利用3D打印制成的人工卵巢能夠使老鼠受孕并產(chǎn)下健康的后代,；英國科學(xué)家以供體干細(xì)胞,、藻酸鹽和膠原蛋白為原料，創(chuàng)造出一種特制的“生物墨水”,，并首次采用3D打印技術(shù)打印出人眼角膜,。中國大飛機(jī)C919中采用增材制造技術(shù)，生產(chǎn)了目前國內(nèi)飛機(jī)尺寸最大,、結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜的鈦合金主承力關(guān)鍵構(gòu)件以及長達(dá)3米的中央翼緣條,。中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心組織的空間增材制造技術(shù)拋物線飛機(jī)飛行試驗對五種材料和兩種制造工藝進(jìn)行了微重力環(huán)境下的驗證與探索，取得了成功,。

為搶占增材制造技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展先機(jī),，多個國家和地區(qū)將其列為重點(diǎn)發(fā)展方向，制定了相關(guān)規(guī)劃及扶持政策,。2012年,，美國國家科技委員會發(fā)布《國家先進(jìn)制造戰(zhàn)略計劃》，提出要加強(qiáng)增材制造等平臺技術(shù),，強(qiáng)化美國工業(yè)基礎(chǔ),。同年，美國啟動“國家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)”（現(xiàn)更名為“制造業(yè)-美國”）,，其中首家成立的研究所“美國制造”（America Makes）即重點(diǎn)開展增材制造,。歐盟早在第一研發(fā)框架計劃時期就開始資助增材制造技術(shù)，在地平線2020計劃中,，增材制造屬于關(guān)鍵使能技術(shù)之一,，并重點(diǎn)通過“未來工廠”項目實施。2016年,，“創(chuàng)新英國”組織發(fā)布《英國增材制造研究和創(chuàng)新概況》報告顯示,，2012年9月至2022年9月，英國將在增材制造研發(fā)上投入約1.15億英鎊,，重點(diǎn)關(guān)注使能技術(shù),、航空航天、醫(yī)療,、材料,、教育、汽車,、能源,、電子和國防等領(lǐng)域，金屬是重點(diǎn)研發(fā)對象,。日本政府2014年部署以三維成型技術(shù)為核心的制造計劃,，開展新一代工業(yè)3D打印機(jī)技術(shù)和超精密三維成型系統(tǒng)技術(shù)開發(fā),。

我國高度重視增材制造產(chǎn)業(yè)，2015年,，工信部,、國家發(fā)改委,、財政部聯(lián)合印發(fā)《國家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)計劃（2015-2016年）》,，提出要著力突破增材制造專用材料、加快提升增材制造工藝技術(shù)水平,、加速發(fā)展增材制造裝備及核心器件,、建立和完善產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系、大力推進(jìn)應(yīng)用示范,。2017年,，工信部等十二部門聯(lián)合印發(fā)《增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃（2017-2020年）》，提出聚焦重點(diǎn)制造（航空,、航天,、船舶、核工業(yè),、汽車,、電力裝備、軌道交通裝備,、家電,、模具、鑄造等）,、醫(yī)療,、文化、教育等四大重點(diǎn)領(lǐng)域,，實施五大重點(diǎn)任務(wù),，采取六項保障措施，實現(xiàn)五大發(fā)展目標(biāo),。

經(jīng)過多年發(fā)展,，我國在高性能復(fù)雜大型金屬承力構(gòu)件增材制造等部分技術(shù)領(lǐng)域已達(dá)到國際先進(jìn)水平，成功研制出多種關(guān)鍵工藝裝備,，相關(guān)技術(shù)及產(chǎn)品已經(jīng)在航空航天,、汽車、生物醫(yī)療,、文化創(chuàng)意等領(lǐng)域得到了初步應(yīng)用,，涌現(xiàn)出一批具備一定競爭力的骨干企業(yè)，形成了若干產(chǎn)業(yè)集聚區(qū),，增材制造產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)快速發(fā)展,。

展望未來,，世界各國將把增材制造作為未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新增長點(diǎn)，推動增材制造技術(shù)與信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù),、新材料技術(shù),、新設(shè)計理念的加速融合，增材制造技術(shù)及產(chǎn)業(yè)必將大有可為,。

來源：光明日報