近年來，一種名為(wei) “快速製造”的高新技術發展迅猛，它不僅(jin) 開拓了工業(ye) 設計的創意空間，而且極大加快了工業(ye) 設計進程，將關(guan) 鍵複雜零部件製造“簡單化”，在國民經濟的其他領域裏顯示出廣闊應用價(jia) 值。目前，我國在這一領域處於(yu) 研發領先、應用滯後的局麵，其價(jia) 值尚未引起足夠重視。

　　一項革命性發明

　　快速製造(R apidM anufacturing)又稱快速成形製造(R apidPrototyping& M anufacturing)或增材製造(A ddi-tiV eM anufacturing)，是近30年來全球機械製造領域興(xing) 起的一項革命性發明，被譽為(wei) “立體(ti) 打印機”。

　　目前，應用最為(wei) 廣泛的是粉末材料激光快速製造技術，其原理是先將計算機設計出的複雜零部件三維模型分解成若幹層平麵數據，然後用激光把金屬、陶瓷、塑料、砂等粉末材料按平麵數據燒結，形成一個(ge) 平麵形狀，再通過層層累積疊加，像植物生長般一次性整體(ti) 成形。

　　由於(yu) 該技術將多維製造變為(wei) 簡單的由下至上的二維疊加，大大降低了設計與(yu) 製造的複雜度，甚至可以製造傳(chuan) 統方式無法加工的奇異結構，如封閉內(nei) 部空腔、多層嵌套等。快速製造思想產(chan) 生於(yu) 上世紀80年代。1992年，美國D T M公司(現已並入美國3D System s公司)研製成功世界第一台采用粉末材料的激光快速製造裝備。美國、德國、日本等國的製造企業(ye) 將之用於(yu) 蠟、砂型的快速製造，大大提升了傳(chuan) 統鑄造工藝的技術水平。

　　目前，全歐400多家精密鑄造廠家中，超過90%使用了快速製造技術。另外，該工藝可直接製造高性能金屬零部件，還可製造出薄壁、微孔等特殊結構零部件，在航空航天、汽車等重要領域具有廣泛的應用前景。

　　據了解，全球快速製造技術產(chan) 品和服務銷售額以每年15%速度增長，歐美國家僅(jin) 在航空領域應用量已超過8%，在尖端武器裝備以及汽車等領域應用率達1/3。

　　一項新型戰略技術

　　華中科技大學是國內(nei) 從(cong) 事快速製造技術研究與(yu) 開發的主要單位之一。華中科技大學材料學院副院長、快速製造中心主任史玉升表示，快速製造技術與(yu) 傳(chuan) 統工藝相比具有獨特的優(you) 越性和特點。

　　一是突破了傳(chuan) 統去除加工方法的限製，無需零件毛坯和大型鍛造、鑄造設備及模具，可實現材料製備與(yu) 成形的一體(ti) 化，顯著縮短零件製造周期、降低製造成本、提高材料利用率。

　　二是在同一套生產(chan) 係統上可進行不同材料零件的製造，具有廣泛的材料及設計適應性。

　　三是整個(ge) 生產(chan) 過程數字化，可以方便地通過材料及工藝的調節與(yu) 控製，實現多種材料在同一零件上的集成製造，滿足零件不同部位的不同性能需要。

　　四是由於(yu) 采用非接觸加工的方式，沒有工具更換和磨損之類的問題，無切割噪音、振動以及廢水、廢料等排放，符合現代綠色製造理念。

　　史玉升認為(wei) ，快速製造技術是一種新型的數字化添加材料成形技術，對於(yu) 產(chan) 品的幾何形狀並沒有約束，可以說“隻要你想得到，我就可以做出來”。因此，設計零部件時可以采用最優(you) 的結構設計，而無需顧慮加工問題。而這正是快速製造技術最大優(you) 勢所在———拓展設計人員的想象空間，尤其是在航空航天、武器裝備、汽車等動力裝備結構複雜的高端領域。

　　近幾年來，從(cong) 快速成形向快速製造迅速轉變成為(wei) 全球先進製造中一個(ge) 新動向，這已發展成為(wei) 一種“戰略技術”。

　　歐美已將快速製造技術視為(wei) 提升航空航天、汽車及武器裝備等核心領域水平的關(guan) 鍵支撐技術之一。例如，美國能源部大額資助Sandia及L osA lom os國家實驗室，開展高性能金屬零部件快速製造技術。在美國空軍(jun) 、陸軍(jun) 及國防部聯合資助下，該技術在波音、軍(jun) 火巨頭洛克西德·馬丁公司、國防供應商諾斯洛普格魯曼等飛機製造企業(ye) 獲得實際應用。在我國已啟動的各類重大科技專(zhuan) 項、“973”計劃、“863”計劃、科技支撐計劃中，尚未將快速製造技術列為(wei) 重點發展領域。部分業(ye) 內(nei) 人士認為(wei) ，有必要以政府行為(wei) 支持和推進該技術在我國製造領域的廣泛應用，使之成為(wei) 我國向自主製造國家轉變的一把鑰匙。

　　研發領先應用滯後

　　國際權威機構預測，快速製造作為(wei) 一個(ge) 獨立的生產(chan) 技術，擁有1.3萬(wan) 億(yi) 美元的市場。我國雖然具有國際先進技術，但應用率卻不高。快速製造領域國際權威報告《沃勒斯報告2010》統計顯示，全球投入使用的快速製造裝備一半來自美國，我國產(chan) 品銷售量僅(jin) 占全球4.8%。其原因並非技術和整體(ti) 裝備的質量問題，恰恰相反，我國在多項關(guan) 鍵技術和裝備大型化方麵處於(yu) 全球領先水平。

　　1991年，華中科技大學快速製造中心開始從(cong) 事快速製造技術的創新性研發，1994年取得曆史性突破，研製成功我國第一台薄材疊層激光快速製造裝備，隨後又研製成功“粉末材料激光快速製造裝備和紫外光固化快速製造裝備”。這幾種快速製造裝備現已形成係列產(chan) 品，使我成為(wei) 繼美國、德國之後，獨立自主掌握這一先進技術的國家。

　　在粉末材料激光快速製造裝備的大型化方麵，走在了世界的前列。該裝備采用一機多材，即在同一台裝備上可以成形多種粉末材料。據悉，德國E O S公司的最新裝備采用一機一材，即同一台裝備僅(jin) 能采用同一種粉末材料成形，且裝備成形空間與(yu) 應用範圍要小於(yu) 我國的快速製造裝備。

　　華中科技大學在快速製造領域的研究成果引起國際高度關(guan) 注。美國通用電氣公司向其定製的一款零件，是鎢鎳材料製造O .1毫米壁厚網格結構金屬零件，兩(liang) 片手機芯片大小的立體(ti) 空間擁有多達156個(ge) 微細網格。有關(guan) 專(zhuan) 家分析，這可能是軍(jun) 用產(chan) 品。

　　快速製造技術突破了製造難題，它有望增強設計人員自主創新的信心和熱情，推動我國由“中國製造”邁向“中國創造”。