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3D新聞

增材製造,重塑製造業的未來

rongpuiwing 來源:光明日報2018-07-14 我要評論(0 )   

展望未來,世界各國將把增材製造作為(wei) 未來產(chan) 業(ye) 發展的新增長點,推動增材製造技術與(yu) 信息網絡技術、新材料技術、新設計理念的加速融合,增材製造技術及產(chan) 業(ye) 必將大有可為(wei) 。

導讀:增材製造實現了製造方式從等材、減材到增材的重大轉變,改變了傳統製造的理念和模式,將對傳統的工藝流程、生產線、工廠模式、產業鏈組合產生深刻影響,被認為是製造業領域代表性的顛覆性技術。

inkMacSystemFont, "Helvetica Neue", "PingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif; font-size: 17px; letter-spacing: 0.544px; text-align: justify; text-indent: 0px; word-wrap: break-word !important;">   增材製造,人們(men) 最常見的,是3D打印,它是以數字模型為(wei) 基礎,將材料逐層堆積製造出實體(ti) 物品的新興(xing) 製造技術。增材製造可節約製造材料和加工時間,製作形態千奇百怪的物品,實現製造的個(ge) 性化和定製化,並有助於(yu) 推動新材料、智能製造等領域的快速發展。增材製造近年研究較多的材料是陶瓷和金屬,可打印的金屬材料範圍不斷拓寬,石墨烯、複合材料等也獲得高度重視。增材製造技術的重點發展方向是混合材料打印、提高打印速度、實現大尺寸製造等。增材製造的應用日益廣泛,汽車製造、先進電池製備、航空航天零部件製造、人體(ti) 生物仿生組織製備等都是發展熱點。

inkMacSystemFont, "Helvetica Neue", "PingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif; font-size: 17px; letter-spacing: 0.544px; text-align: justify; text-indent: 0px; word-wrap: break-word !important;"> 在3D打印的基礎上,科學家又提出了4D打印的概念,即3D打印出來的結構能夠在外界激勵下發生形狀或者結構的改變,讓物體(ti) 自動組裝構型,從(cong) 而實現產(chan) 品設計、製造和裝配的一體(ti) 化融合,未來在生活、藝術、航空航天、醫療、軍(jun) 事等領域有巨大的應用潛力。

inkMacSystemFont, "Helvetica Neue", "PingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif; font-size: 17px; letter-spacing: 0.544px; text-align: justify; text-indent: 0px; word-wrap: break-word !important;"> 增材製造正在從(cong) 專(zhuan) 業(ye) 化走向社會(hui) 化,從(cong) 產(chan) 品開發的工具轉變為(wei) 批量生產(chan) 製造的手段,正處於(yu) 技術發展的井噴期、產(chan) 業(ye) 發展的起步期,在醫療、文化教育、汽車、航空航天、能源與(yu) 軍(jun) 事領域取得了眾(zhong) 多亮點的研發及應用進展。例如,美國科學家以生物凝膠為(wei) 材料,利用3D打印製成的人工卵巢能夠使老鼠受孕並產(chan) 下健康的後代;英國科學家以供體(ti) 幹細胞、藻酸鹽和膠原蛋白為(wei) 原料,創造出一種特製的“生物墨水”,並首次采用3D打印技術打印出人眼角膜。中國大飛機C919中采用增材製造技術,生產(chan) 了目前國內(nei) 飛機尺寸最大、結構最為(wei) 複雜的鈦合金主承力關(guan) 鍵構件以及長達3米的中央翼緣條。中國科學院空間應用工程與(yu) 技術中心組織的空間增材製造技術拋物線飛機飛行試驗對五種材料和兩(liang) 種製造工藝進行了微重力環境下的驗證與(yu) 探索,取得了成功。

inkMacSystemFont, "Helvetica Neue", "PingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif; font-size: 17px; letter-spacing: 0.544px; text-align: justify; text-indent: 0px; word-wrap: break-word !important;">  為(wei) 搶占增材製造技術及產(chan) 業(ye) 發展先機,多個(ge) 國家和地區將其列為(wei) 重點發展方向,製定了相關(guan) 規劃及扶持政策。2012年,美國國家科技委員會(hui) 發布《國家先進製造戰略計劃》,提出要加強增材製造等平台技術,強化美國工業(ye) 基礎。同年,美國啟動“國家製造業(ye) 創新網絡”(現更名為(wei) “製造業(ye) -美國”),其中首家成立的研究所“美國製造”(America Makes)即重點開展增材製造。歐盟早在第一研發框架計劃時期就開始資助增材製造技術,在地平線2020計劃中,增材製造屬於(yu) 關(guan) 鍵使能技術之一,並重點通過“未來工廠”項目實施。2016年,“創新英國”組織發布《英國增材製造研究和創新概況》報告顯示,2012年9月至2022年9月,英國將在增材製造研發上投入約1.15億(yi) 英鎊,重點關(guan) 注使能技術、航空航天、醫療、材料、教育、汽車、能源、電子和國防等領域,金屬是重點研發對象。日本政府2014年部署以三維成型技術為(wei) 核心的製造計劃,開展新一代工業(ye) 3D打印機技術和超精密三維成型係統技術開發。

inkMacSystemFont, "Helvetica Neue", "PingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif; font-size: 17px; letter-spacing: 0.544px; text-align: justify; text-indent: 0px; word-wrap: break-word !important;">  我國高度重視增材製造產(chan) 業(ye) ,2015年,工信部、國家發改委、財政部聯合印發《國家增材製造產(chan) 業(ye) 發展推進計劃(2015-2016年)》,提出要著力突破增材製造專(zhuan) 用材料、加快提升增材製造工藝技術水平、加速發展增材製造裝備及核心器件、建立和完善產(chan) 業(ye) 標準體(ti) 係、大力推進應用示範。2017年,工信部等十二部門聯合印發《增材製造產(chan) 業(ye) 發展行動計劃(2017-2020年)》,提出聚焦重點製造(航空、航天、船舶、核工業(ye) 、汽車、電力裝備、軌道交通裝備、家電、模具、鑄造等)、醫療、文化、教育等四大重點領域,實施五大重點任務,采取六項保障措施,實現五大發展目標。

inkMacSystemFont, "Helvetica Neue", "PingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif; font-size: 17px; letter-spacing: 0.544px; text-align: justify; text-indent: 0px; word-wrap: break-word !important;">  經過多年發展,我國在高性能複雜大型金屬承力構件增材製造等部分技術領域已達到國際先進水平,成功研製出多種關(guan) 鍵工藝裝備,相關(guan) 技術及產(chan) 品已經在航空航天、汽車、生物醫療、文化創意等領域得到了初步應用,湧現出一批具備一定競爭(zheng) 力的骨幹企業(ye) ,形成了若幹產(chan) 業(ye) 集聚區,增材製造產(chan) 業(ye) 實現快速發展。

inkMacSystemFont, "Helvetica Neue", "PingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif; font-size: 17px; letter-spacing: 0.544px; text-align: justify; text-indent: 0px; word-wrap: break-word !important;">  展望未來,世界各國將把增材製造作為(wei) 未來產(chan) 業(ye) 發展的新增長點,推動增材製造技術與(yu) 信息網絡技術、新材料技術、新設計理念的加速融合,增材製造技術及產(chan) 業(ye) 必將大有可為(wei) 。

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