在线客服
企业微信
3D打印开启第三次工业革命？
从茶杯、高跟鞋，到人耳等身体器官，再到汽车、飞机零部件，3D打印的产品已经无处不在。种种迹象表明，曾经不“切一刀”就无法登上大雅之堂的年代已经一去不返了，3D真的来了，从生产到生活，从工业到民用，从高端到大众，它正迅速地改变人们的惯性思维，打破旧有模式。
其实，3D打印只是更容易被大众理解。它还有另外一些叫法，即快速原型制造、增材制造、实体自由制造。这些都是同一种技术的不同叫法，即增材制造技术。它是采用材料逐层累加的方法制造实体零件的技术，相对于传统的切削加工技术，它是一种自下而上的制造方法。
随着这种制造技术的广泛应用，第三次工业革命悄然来袭的说法也不绝于耳。美国《时代》周刊将增材制造列为“美国十大增长最快的工业”。英国《经济学人》杂志则认为“它将与其他数字化生产模式一起推动实现第三次工业革命”。那么，该如何界定第三次工业革命？它的重要标志又是什么呢？
机械工业信息研究院重大装备信息中心主任石勇接受本报记者专访时提出：“是不是能够引发一场工业革命，关键是看工具是否有根本性的变化。”人类由石器时代到铁器时代，由机械代替手工，是工具改变了人类的生产、生活方式。以3D打印为代表的增材制造正在成为制造技术发展的新趋势，它是一项颠覆性技术，这项技术将促使装备产业发生重大变革。“工具”变了，时代也就真正变了。随着成本降低，它将可能带来制造方式、组织结构和商业模式的重大转变，这个转变有可能会带来新工业革命。这便是最近呼声日渐升高的第三次工业革命了。
中国机械工业联合会特别顾问朱森第接受本报专访时表示，先进制造将使我国有可能在第三次工业革命中发挥重要作用，并引领我国制造业走出一条发展新路，助推中国由制造大国向制造强国转变。尽管先进制造包含多项内容，增材制造只是其中之一，但作为其重要组成，增材制造技术已被各国政府高度重视。中国工程院院士、西安交通大学教授卢秉恒表示，它将改变未来的生产和生活模式，并正在重塑全球制造业竞争格局。
在近日召开的2013先进制造业大会上，与会专家一直重复同一个观点，即增材制造并不会完全替代传统的制造业，理由有三：不能实现大规模生产；制造精度不高；不是所有材料都可以应用。但增材制造技术是制造业的发展趋势，它将成为制造业领域竞争的重要力量。第三次工业革命实质上是制造业的革命，其对先进制造的引领作用已日益凸显。 （司建楠）
A、概念内涵
何为增材制造技术？
何为增材制造？按照最新定义，增材制造技术是采用材料逐层累加的方法制造实体零件的技术，相对于传统的材料去除的切削加工技术，是一种“自下而上”的制造方法。
近二十年来，增材制造技术发展迅猛。快速原型制造、增材制造、实体自由制造，3D打印技术等各异的叫法分别从不同侧面表达了该制造技术的特点。
这一技术不需要传统的刀具、夹具及多道加工工序，而是利用三维设计数据在一台设备上可快速而精确地制造出任意复杂形状的零件，从而实现自由制造，解决了许多过去难以制造的结构复杂的零件的成型问题，并大大减少了加工工序，缩短了加工周期。而且越是结构复杂的产品，其制造速度快的优势便越是显著。
增材制造技术将传统的复杂制造系统缩小到一台制造装备中，是制造技术的革命性变革，也将给社会的生产和生活方式带来新的变革。
毋庸置疑，增材制造具有美好的发展前景，但也存在巨大的挑战。专家认为，目前最大的难题是材料的物理与化学性能制约了实现技术。例如，在成型材料上，目前主要是有机高分子材料。金属材料直接成型是近十多年的研究热点，正在逐渐转向工业应用，其难点在于如何提高精度。新的研究方向是用增材制造技术直接把软组织材料（生物基质材料和细胞）堆积起来，以形成类生命体，再经过体外培养和体内培养去制造复杂的组织器官。
B、发展趋势
实现多种材质的快速成型
专家指出，目前增材制造技术的发展趋势大致朝三个方向发展。
方向一：向日常消费品制造发展。三维打印技术是国外近年来的发展热点。该设备称为三维打印机，将其作为计算机一个外部输出设备而应用。它可以直接将计算机中的三维图形输出为三维的塑料零件。在工业造型、产品创意、工艺美术等领域有着广阔的应用前景和巨大的商业价值。
方向二：向功能零件制造发展。采用激光或电子束直接熔化金属粉，逐层堆积金属，形成金属直接成型技术。该技术可以直接制造复杂结构金属功能零件，制件力学性能可以达到锻件性能指标。进一步的发展方向是陶瓷零件的快速成型技术和复合材料的快速成型技术。
方向三：向组织与结构一体化制造发展。实现从微观组织到宏观结构的可控制造。例如在制造复合材料时，将复合材料组织设计制造与外形结构设计制造同步完成，从而实现结构体的“设计－材料－制造”一体化。美国已经开展了梯度材料结构的人工关节，以及陶瓷涡轮叶片等零件增材制造的研究。
