隨著時(shí)代的飛速發(fā)展與科技的日新月異，新興技術(shù)的出現(xiàn)使用和交叉融合正逐漸改變?nèi)祟悅鹘y(tǒng)的生產(chǎn)方式與生活方式。3D打印(增材制造)技術(shù)以其與傳統(tǒng)去除成形和受迫成形完全不同的制造理念和技術(shù)優(yōu)勢(shì)迅速發(fā)展成為制造技術(shù)領(lǐng)域新的戰(zhàn)略方向。3D打印技術(shù)作為具有前沿性、先導(dǎo)性的新興智能制造技術(shù)，正在使傳統(tǒng)生產(chǎn)方式和生產(chǎn)工藝發(fā)生深刻變革，被認(rèn)為是推動(dòng)新一輪工業(yè)革命的原動(dòng)力，引起了世界各國(guó)的廣泛關(guān)注。
3D打印(增材制造)用來指通過層層疊加制造實(shí)體的技術(shù)。制造出的實(shí)體可用于從試制(即快速原型)到最終產(chǎn)品的規(guī)?；a(chǎn)(即快速制造)整個(gè)生命周期內(nèi)任何地方。它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)直接制造幾乎任意形狀三維實(shí)體的技術(shù)。3D打印運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層堆疊累積的方式來構(gòu)造物體，即“層造形法”。3D打印與傳統(tǒng)的機(jī)械加工技術(shù)不同，后者通常采用切削或鉆孔技術(shù)(即減材工藝)實(shí)現(xiàn)。過去其常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型，現(xiàn)正逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造。特別是一些高價(jià)值應(yīng)用(比如髖關(guān)節(jié)或牙齒，或一些飛機(jī)零部件)已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件，意味著“3D打印”這項(xiàng)技術(shù)的普及。
目前應(yīng)用比較普及的3D打印技術(shù)包括：(1)選擇性激光燒結(jié)技術(shù)，主要應(yīng)用于尼龍等非金屬?gòu)?fù)雜構(gòu)件的打印;(2)激光選區(qū)熔化成形技術(shù)，主要應(yīng)用于不銹鋼、高溫合金、鈦合金、模具鋼以及鋁合金等金屬?gòu)?fù)雜金屬構(gòu)件的打印;(3)激光熔融沉積技術(shù)，主要用于大型復(fù)雜金屬構(gòu)件的打印;(4)熔融沉積式3D打印技術(shù)，主要用于熱塑性材料以及可食用材料的3D打印。(5)電子束熔化成型技術(shù)，主要用于鈦合金材料的打印。
3D打印技術(shù)目前在民用領(lǐng)域得到了廣泛地應(yīng)用，深入到人類生活的各個(gè)角落。為我們所熟知的是，世界首款3D打印汽車Urbee 2已經(jīng)面世，它是一款混合動(dòng)力汽車，其亮點(diǎn)是絕大多數(shù)零部件來自3D打印。傳統(tǒng)的汽車制造是生產(chǎn)出各部分然后再組裝到一起，而3D打印機(jī)能打印出單個(gè)的、一體式的汽車車身，再將其他部件填充進(jìn)去。據(jù)稱，新版本3D汽車需要50個(gè)零部件左右，而一輛標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的汽車需要成百上千的零部件。只要將模型的每部分上傳到打印機(jī)上，2500小時(shí)后，就能拿到了所有的塑料部件，然后再把這些東西組裝在一起。此外，3D打印技術(shù)還應(yīng)用于珠寶、服飾、鞋類、玩具、創(chuàng)意DIY作品、生物醫(yī)學(xué)以及模具制造等領(lǐng)域的設(shè)計(jì)和制造。
更為我們所熟知的是，3D打印技術(shù)憑借其獨(dú)有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在航空航天領(lǐng)域展現(xiàn)出了無窮的魅力，其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：(1)不需要鑄模或鍛模具，能夠直接制造最終產(chǎn)品，省去了傳統(tǒng)加工工藝繁瑣的工藝流程;(2)不存在加工死角，尤其適合復(fù)雜異型結(jié)構(gòu);(3)實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)思路上的革命，為設(shè)計(jì)者提供了充分想象的平臺(tái)，可以說“沒有做不到，只有想不到”。航空航天產(chǎn)品不斷推陳出新和升級(jí)換代，研制周期不斷縮短，從而對(duì)復(fù)雜精密構(gòu)件的制造提出了越來越高的要求，不僅要求具有高效、高性能制造能力，而且要求具有大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的直接制造能力，傳統(tǒng)的制造技術(shù)難以滿足上述要求，于是，3D打印技術(shù)可以揚(yáng)其所長(zhǎng)，助力于航空航天。尤其是先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)用到的大型整體鈦合金關(guān)鍵構(gòu)件，航空發(fā)動(dòng)機(jī)用到的四大熱端部件(包括燃燒室、導(dǎo)向器、渦輪葉片和渦輪盤)以及航天型號(hào)產(chǎn)品復(fù)雜關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件的高效、快速制造，被國(guó)內(nèi)外公認(rèn)是航空航天領(lǐng)域復(fù)雜結(jié)構(gòu)件研制與生產(chǎn)的核心技術(shù)。
為此，各國(guó)政府投入巨資對(duì)3D打印技術(shù)展開研究與應(yīng)用，利用3D打印技術(shù)突破航空航天領(lǐng)域的技術(shù)瓶頸，提高航空航天領(lǐng)域的制造水平。以美國(guó)為首的西方軍事強(qiáng)國(guó)，采取了一系列有力措施推動(dòng)3D打印技術(shù)的發(fā)展。2006年，美國(guó)國(guó)防部“下一代制造技術(shù)計(jì)劃(NGMTI)”重點(diǎn)支持3D打印技術(shù)研究與應(yīng)用;2009年，美國(guó)制定了3D打印發(fā)展路線圖;2012年，美國(guó)由國(guó)防部牽頭組建“國(guó)家增材制造創(chuàng)新研究院”(NAMII),致力于3D打印技術(shù)的研究、技術(shù)轉(zhuǎn)移、人才培養(yǎng)和主流制造的推廣應(yīng)用。
我國(guó)在3D打印技術(shù)領(lǐng)域目前已經(jīng)取得了一定的成果，上海航天設(shè)備制造總廠成功研制了國(guó)內(nèi)首臺(tái)雙激光選區(qū)熔化3D打印設(shè)備;華曙高科開發(fā)了可定制化金屬3D打印機(jī);北京航空航天大學(xué)王華明團(tuán)隊(duì)在將激光熔融沉積技術(shù)應(yīng)用于大型復(fù)雜金屬構(gòu)件的高效快速制造方面達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。但是與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，仍然存在較大的差距，尤其是大幅面3D打印設(shè)備和粉末材料研制方面。為此，我國(guó)政府順應(yīng)3D打印技術(shù)的發(fā)展潮流，制定了《國(guó)家增材制造發(fā)展推進(jìn)計(jì)劃》?！秶?guó)家增材制造發(fā)展推進(jìn)計(jì)劃》的制定，為我國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)明確了發(fā)展目標(biāo)，構(gòu)建了宏偉藍(lán)圖，為3D打印全面發(fā)展與深化應(yīng)用提供了良好平臺(tái)。
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