随着美国政府强力推动增材制造的发展,美国民间的制造商协会、咨询公司、学者与媒体也纷纷发布报告或撰文,进行舆论宣传,营造良好的社会环境。2012年3月,美国国防部防务分析研究所(IDA)发布了题为“增材制造业:现状与机遇”的研究报告,全面介绍了增材制造的现状和关键技术的研究进展,面临的技术挑战,和政府应发挥的作用。同年4月,英国《经济学人》(The Economist)“第三次工业革命”(A third industrial revolution)专刊,通过7篇短文对制造业未来的发展趋势进行了展望,认为增材制造将“与其他数字化生产模式一起推动、实现第三次工业革命”。8月,高德纳(Gartner)公司发布的《高德纳2012年新兴技术炒作周期》报告认为综合了数字建模、材料与化学、自动化控制、信息技术等多方面知识的增材制造技术将彻底颠覆现有生产和商业模式。其制造方式跟打印数字相片相似,允许客户在家里面打印实体物件。结合3D扫描技术,将可通过智能手机扫描特定对象,然后打印出相近的复制品。这项技术已经从技术萌芽期发展到期望膨胀期,与大数据一起成为当今最受市场关注的新技术之一。而生物三维打印也将在10年后达到期望膨胀期高点(见图2)。短期内大幅度的媒体曝光引爆了全球对此技术的关注,使得增材制造在全球迅速升温。继美国之后,欧洲及其他国家也在积极推动增材制造技术的研发及应用推广。英国、德国、加拿大、日本、澳大利亚、新加坡等国相继开始设立增材制造技术研究中心,建立大学、企业和政府之间的增材制造联盟,提供研究资金支持大型项目合作,制定增材制造路线图及相关标准,以促进本国增材制造技术的研发及产业化应用,抢占战略制高点。
自增材制造技术诞生以来,已经有十几种新工艺和新系统及设备先后面世。根据2012年1月美国材料与试验协会(ASTM)增材制造技术委员会F42颁布的标准——“增材制造技术标准用语(ASTM F2792-12)”,这种工艺被简洁地定义为:“基于3-D模型数据,通常采用与减式制造技术相反的逐层叠加的方式,结合材料来生产物品的过程”(The process of joining materials to make objects from 3-D model data, usually layer upon layer, as opposed to subtractive manufacturing technologies),见图6。
实际上,现阶段大多数吸引眼球的增材制造创新应用都还只是演示或原型件,其成本与实用性往往被忽略。增材制造作为先进制造技术中的一部分,其未来发展还要经受技术发展和应用市场的考验。借用哥本哈根未来研究学院(CIFS)名誉主任约翰·彼得·帕鲁坦(Johan Peter Paludans)的一句话:我们的社会通常会高估新技术的可能性,同时却又低估它们的长期发展潜力。因此,把握增材制造发展的时代机遇,积极应对面临的挑战与困难,理性评估技术和产业发展的程度,才能推动这种先进技术的快速健康发展,使其远景变为现实。正如《经济学人》“第三次工业革命”专刊文中所述的一样,制造业革命非一日之勤,不过这次革命则已经启动良久。同其他数码科技一样,增材制造已经在成本上和生产效率上取得优势,该行业的突破将一发不可收拾。3D打印已经可以实现产品的逐个或小批量生产。未来,结合数字化制造,使各工作台生产不同的产品,便可实现大规模定制生产。到了那时,这项技术便腾飞了。在10年或20年以后,当人们游览法兰克福展览馆时,将会对展览馆前面的“锤工”雕像感到好奇。这尊21m高的雕像手持锤子,上下移动着胳膊,不停的敲打着一块金属是在干什么。
来源:《新材料产业》杂志