增材制造是什么意思？

增材制造(Additive Manufacturing，AM)技術是采用材料逐漸累加的方法制造實體零件的技術，相對于傳統(tǒng)的材料去除-切削加工技術，是一種"自下而上"的制造方法，我們平常耳熟能詳?shù)?/span>3D打印其實就可稱為增材制造。

傳統(tǒng)工業(yè)上所用的車床、磨床、鏜床、銑床等設備都是基于減法原理，打磨切削都需要追求精度，如果出現(xiàn)失誤，整塊原料無論多貴都會廢掉，一失足成千古恨。但AM技術不需要傳統(tǒng)的刀具和夾具以及多道加工工序，是通過材料累加的原理，從無到有地制造產品的新型技術工藝，在一臺設備上可快速精密地制造出任意復雜形狀的零件，從而實現(xiàn)了零件“自由制造”，解決了許多復雜結構零件的成形，并大大減少了加工工序，縮短了加工周期，而且產品結構越復雜，其制造速度的作用就越顯著。

為什么要發(fā)展增材制造？

增材制造是融合了計算機輔助設計、材料加工與成形技術，以數(shù)字化模型文件為基礎，通過軟件與數(shù)控系統(tǒng)將特制材料逐層堆積固化，制造出實體產品的制造技術。也正是由于增材制造的這種技術特點，使得它受到全球的廣泛關注，將有可能給傳統(tǒng)的制造業(yè)來帶一系列深刻的變革。

第一，  新的生產模式

作為一種“無需工具”的數(shù)字化制造技術，增材制造將有可能改變某些產品的生產模式，給企業(yè)和消費者帶來巨大的經濟和社會效益。目前大型工廠的生產需要眾多的機器、大量專業(yè)設計與加工技術人員才能實現(xiàn)。而對于增材制造來說，設計師將不需在工廠工作，在家中就可以把設計好的數(shù)字化文件發(fā)送到網(wǎng)絡上，客戶通過文件下載，利用3D打印機制造出符合需求的產品。這將實現(xiàn)生產模式的根本變革，從傳統(tǒng)制造業(yè)的批量化、規(guī)?；?、標準化制造轉變?yōu)槎ㄖ苹€性化、分布式制造。

第二，新的設計理念。由于增材制造技術是通過層層堆積的方式來進行生產，可以制造出形狀高度復雜的產品。這使得過去受到傳統(tǒng)加工方式的約束，而無法實現(xiàn)的復雜結構制造變?yōu)榭赡?。這將大大簡化產品設計，提高零部件的集成度，加快產品開發(fā)周期。例如對于航空航天領域來說，可以通過優(yōu)化產品的幾何形狀來降低零部件重量，以此改進強度-重量比，降低燃料消耗。還可以通過多種材料局部區(qū)域的組分調節(jié)，實現(xiàn)單一零件的多功能化（即零件的不同部位實現(xiàn)不同的力學性能），以滿足實際需求。同時，由于不涉及熔煉、鍛造、機加工等工序，增材制造可以使產品的研發(fā)周期縮短了30%-50%，明顯縮短產品的開發(fā)成本與周期。

第三，新的商業(yè)模式。隨著數(shù)字技術的發(fā)展，增材制造與互聯(lián)網(wǎng)結合起來還將使得消費者直接參與到產品生命周期當中，從最初的設計過程、到生產制造、再到后期產品的維修，并借助網(wǎng)絡實現(xiàn)數(shù)字化文件的共享和交易。這大大規(guī)避了傳統(tǒng)制造業(yè)和零售業(yè)的價值鏈，刺激了新的產品設計模式、銷售商業(yè)模式和供應鏈管理模式的產生，使相關企業(yè)受益。消費者的參與一方面將大幅度提升企業(yè)的創(chuàng)新能力與研發(fā)實力，使創(chuàng)新邊界得以延伸，另一方面使產品更容易適應市場需求，降低業(yè)務風險。

第四，實現(xiàn)個性化產品制造。由于具有“自由設計”和“無需工具”的優(yōu)點，增材制造將使得商業(yè)化個性制造成為可能，從運用X線電子計算機斷層掃描（CT）和核磁共振成像（MRI）掃描數(shù)據(jù)打印出百分百符合患者需求的植入物，到個性化的消費品如鞋子、珠寶和家庭用品。隨著科技的進一步發(fā)展，利用增材制造技術還可以直接打印活體組織，制造出符合人體需求的人工器官，實現(xiàn)人工器官的再造將給現(xiàn)代醫(yī)學帶來一次革命性的變革。

第五，順應綠色經濟發(fā)展模式。相對于利用切削機床對毛坯進行加工的“減材制造”，增材制造減少了原材料的使用量，降低了對自然資源和環(huán)境的壓力。此外，增材制造還可大大壓縮供應鏈，使得傳統(tǒng)的離岸經濟模式得以改變。它將允許在靠近消費區(qū)域的地點進行同步生產，實現(xiàn)分布式制造。這將顯著地削減將量產商品從生產地運送到消費地所消耗的大量能源，對當?shù)亟洕?、環(huán)境和消費者都頗具益處。

增材制造的發(fā)展前景如何？

經過20多年的發(fā)展，增材制造經歷了從萌芽到產業(yè)化、從原型展示到零件直接制造的過程，發(fā)展十分迅猛。美國專門從事增材制造技術咨詢服務的Wohlers協(xié)會在2012年度報告中，對各行業(yè)的應用情況進行了分析。在過去的幾年中，航空零件制造和醫(yī)學應用是增長最快的應用領域。2012年產能規(guī)模將增長25%至21.4億美元，2019年將達到60億美元。增材制造技術正處于發(fā)展期，具有旺盛的生命力，還在不斷發(fā)展；隨著技術發(fā)展，應用領域也將越來越廣泛。

增材制造技術正在成為發(fā)達國家實現(xiàn)制造業(yè)回流、提升產業(yè)競爭力的重要載體?？梢哉f，新一輪的全球制造業(yè)競爭，極有可能是增材制造與機器人等高端裝備的競爭。以增材制造為代表的數(shù)字化、智能化制造以及新型材料的應用將重塑制造業(yè)和服務業(yè)的關系，重塑國家和地區(qū)比較優(yōu)勢，重塑經濟發(fā)展格局，加快第三次工業(yè)革命的進程。