興起于約30年前的3D打印也被稱為增材制造(AM)，起初，3D打印僅為小眾愛好，后來很快被用于快速原型(RP)和制造車間，通過增材制造實(shí)現(xiàn)更快、成本更低的生產(chǎn)過程。發(fā)展到現(xiàn)在，新的生產(chǎn)級(jí)打印機(jī)和能夠取代金屬、玻璃強(qiáng)化零件的材料已經(jīng)閃亮登場(chǎng)，為3D打印在制造領(lǐng)域的應(yīng)用拓展了全新疆域。

為什么選擇增材制造？

小規(guī)模生產(chǎn)

增材制造最大的優(yōu)點(diǎn)之一，就是能夠快速且經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行一次性或小規(guī)模3D打印生產(chǎn)。各領(lǐng)域的設(shè)計(jì)工程師都開始使用3D打印技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行快速原型，迭代周期從數(shù)月縮短到幾天，許多設(shè)計(jì)師前一天設(shè)置好設(shè)計(jì)文件，第二天就能拿到最新的3D設(shè)計(jì)作品。

零部件生命周期可持續(xù)性

影響零部件生命周期的因素有很多，比如環(huán)境，制造材料等，使用增材制造代替?zhèn)鹘y(tǒng)加工方式，不僅能夠大幅降低環(huán)境對(duì)零件的影響，還能對(duì)環(huán)境產(chǎn)生積極影響，比如環(huán)保，由于能夠設(shè)計(jì)強(qiáng)度-重量比更優(yōu)的零件，用于飛機(jī)和汽車等交通工具的輕量零件進(jìn)一步降低了油耗和尾氣排放。

此外，還能高度節(jié)省材料。因?yàn)?D打印過程只使用設(shè)計(jì)需要的材料。通過使用數(shù)字科技，可以將材料置于需要的位置，從而優(yōu)化零件的構(gòu)建過程。這不僅減少了廢料，同時(shí)減少了生產(chǎn)零件所需的能源。

更豐富的零件功能

當(dāng)然，對(duì)于零件而言，外形固然重要，而功能更加重要。隨著堅(jiān)固、耐用的材料不斷增加，人們可以使用碳纖維加強(qiáng)材料打印強(qiáng)度更高的零件，使用靈活材料打印帶有活動(dòng)折頁(yè)的零件。，以及打印多材料零件。多材料3D打印可以同時(shí)打印金屬及陶瓷材料，還能夠打印多種非金屬材料。總之，3D打印出的零件更加豐富，功能強(qiáng)大。

供應(yīng)鏈重置

越來越多的企業(yè)將科技作為核心，他們需不斷地思考如何縮短生產(chǎn)者到購(gòu)買者之間的距離，原有的供應(yīng)鏈模式是否適合現(xiàn)狀。因此，很多公司將增材制造加入現(xiàn)有的供應(yīng)鏈中，并且使用三維掃描技術(shù)，讓客戶成為產(chǎn)品設(shè)計(jì)師，從而獲取個(gè)性化醫(yī)療模型和設(shè)備。根據(jù)醫(yī)療掃描和成像數(shù)據(jù)為患者量身打造產(chǎn)品，意味著增材制造產(chǎn)品不增加成本的前提下可以完全定制化，這是其他任何制造工藝都無法比擬的。

然后，就近使用增材制造生產(chǎn)產(chǎn)品，縮短交付周期，節(jié)約交通成本和減少環(huán)境影響。

由此可見，3D打印技術(shù)幫助很多企業(yè)重置供應(yīng)鏈。

設(shè)計(jì)復(fù)雜性

與傳統(tǒng)加工工藝相比，增材制造能夠生產(chǎn)出設(shè)計(jì)更復(fù)雜且結(jié)構(gòu)合理的零件。生產(chǎn)出的零件功能性很強(qiáng)，且輕量化。此外，3D打印可以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、快速的迭代，切斷了規(guī)模和成本的關(guān)系，推動(dòng)定制化的發(fā)展。

如今，3D打印在不同領(lǐng)域的發(fā)展如何呢？

航天領(lǐng)域

航空航天是增材制造技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域，這是因?yàn)樵霾闹圃旃に嚲哂懈邚?qiáng)度-重量性能和設(shè)計(jì)自由。不僅零件可以被幾何優(yōu)化，減少航空器重量，延長(zhǎng)燃料使用時(shí)間，同時(shí)還可以通過零件設(shè)計(jì)優(yōu)化提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率，因此，越來越多的零件通過增材制造生產(chǎn)。

汽車領(lǐng)域

汽車行業(yè)最先開始應(yīng)用增材制造來進(jìn)行快速原型制造。隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，其在汽車行業(yè)的應(yīng)用逐漸增多，且不斷完善。從概念設(shè)計(jì)和早期原型，到用于展示和測(cè)試模型的小規(guī)模零部件生產(chǎn)，增材制造已經(jīng)成為汽車產(chǎn)品開發(fā)流程中的常規(guī)應(yīng)用。

消費(fèi)品

消費(fèi)品和快速消費(fèi)品

消費(fèi)品行業(yè)是3D打印技術(shù)的主要應(yīng)用行業(yè)之一，尤其是用于設(shè)計(jì)原型的快速迭代。3D打印為消費(fèi)品行業(yè)帶來了設(shè)計(jì)自由，能夠快速迭代，加快產(chǎn)品上市。同樣，具有成本效益的小規(guī)模生產(chǎn)讓設(shè)計(jì)迭代成為可能。同時(shí)，用于打印的先進(jìn)材料增加了產(chǎn)品的功能性和價(jià)值。

醫(yī)療領(lǐng)域

3D打印已經(jīng)用于制造針對(duì)特定患者的外科刃具、植入體、修復(fù)術(shù)以及矯正鞋墊和康復(fù)夾板等相關(guān)設(shè)備。CT和MRI掃描數(shù)據(jù)也可以用于打印患者病理，用于術(shù)前規(guī)劃、教育和醫(yī)師培訓(xùn)等。外科醫(yī)生可以使用這些模型提前計(jì)劃復(fù)雜手術(shù)流程，減少手術(shù)時(shí)間及相關(guān)費(fèi)用和風(fēng)險(xiǎn)。

教育領(lǐng)域

如今，3D打印走進(jìn)教育行業(yè)成為一種常態(tài)。很多大學(xué)已經(jīng)開始為學(xué)生們?cè)黾訉W(xué)習(xí)3D打印技術(shù)的機(jī)會(huì)，了解最適合3D打印的制造工藝。3D打印技術(shù)也將在教育領(lǐng)域發(fā)揮積極的作用。

盡管無法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)增材制造市場(chǎng)的增長(zhǎng)規(guī)模，但是不容置疑的是：采用增材制造技術(shù)作為增長(zhǎng)和創(chuàng)新引擎已經(jīng)達(dá)到了一定水平，顛覆已經(jīng)近在咫尺！