增材制造技术的未来发展方向：结合企业创新，开发低成本新材料

增材制造技术为很多高新技术和高新产业提供了快速制造的基本条件，也是实现创新性国家的锐利工具。增材制造技术发展的根本方向在于将增材制造技术与企业产品开发创新相结合。实现皮米级的制造精度，有效提高大构件的制造效率，发展多材料和多工艺复合的控形控性制造技术是增材制造的发展目标。这些年来增材制造技术发展非常迅速，在新材料、新工艺、新应用等方面都有了突破性的进步。增材制造正逐渐成为一种新的生产理念和方式。

1.向工业领域快速制造方向的发展 三维打印技术基于离散/堆积原理，采用多种堆积技术控制单元材料状态，将传统上相互独立的材料制备和材料成形过程合一，建立了从零件成形信息及材料功能信息数字化到物理实现数字化之间的直接映射，实现了从材料和零件的设计思想到物理实现的一体化。美国最近正在开展陶瓷涡轮叶片、梯度材料结构的人工关节等零件的增材制造技术研究。如金属粉末的激光快速成形技术集计算机辅助设计、激光熔覆、快速成形于一体，进而实现从微观组织到宏观结构的可控制造。在生产复合材料零件中，将复合材料组织设计制造与外形结构设计制造同步完成，从而实现结构体“设计—材料—制造”的一体化。

2.向日常消费品、建筑领域等制造的发展 增材制造技术在工业造型、工艺美术、产品创意以及建筑模型设计、构建等方面有着巨大的商业价值和广泛的应用前景。在这些方面的应用不但可以帮助设计师更快更直观地完成各种设计，从而创造出各种独特的艺术品和建筑设计，改善我们的生活环境，丰富我们的日常生活，同时还可以改善人们的创新思维，提高人们的创造能力。

3.向生物医疗行业的发展 现在，增材制造技术已经在定制植入物、假体和组织支架等生物领域得到广泛的应用。在动物细胞和蛋白质方面的生物3D打印（BAM）技术也已经取得了较多的成果，但是这项技术产品在医疗市场的广泛应用还需要较长的时间。采用3D细胞结集作为药物研究、疾病和3D细胞培养物的体外模型技术也得到了深入的研究，采用生物增材制造技术制造3D细胞模型的市场将在近几年内成熟，以满足日益增长的3D细胞培养和3D生物研究的需求。随着现代生物学和BAM技术的进步，更多的功能性组织以及人体器官将会采用BAM技术制造出来，并广泛应用于生物医疗行业，为更多的患者带来希望。

4.向概念原型与功能原型件制造发展 直接制造功能零件是三维打印研究的热点和最具挑战性的方向，多种材料应用直接制造功能零件正在成为现实。三维打印功能零件在强度、刚度、耐热性、抗蚀性、效率、成本及精度等方面对三维打印技术均有较高的要求，这将是三维打印技术发展的重要推动力。概念原型件可以用于展示产品设计的整体概念、立体形态和布局安排，进行产品造型设计和结构设计的评价，如在建筑设计上，利用增材制造技术制作的大楼或桥梁等建筑物模型，可以帮助设计师进行评价和确定最终方案。

5.向基于网络的远程智能制造方向发展 随着网络技术的发展、普及和集成化的研究，设计和制造人员能够通过各种桌面系统直接参与控制制造过程，从而实现设计和制造过程统一协调和无人化，也能实现异地操作与数据交换。用户通过网络将产品的CAD数据传给制造商，制造商可以根据要求快速地为用户制造各种制品，从而实现远程制造。当然，通过网络的制造在许多方面对信息技术又提出了新的挑战。(www.xing528.com)

6.研究新型增材制造技术设备 三维打印技术已经从早期的原型制造发展出包含多种功能、多种材料、多种应用的许多工艺，在功能上从完成原型制造向批量定制发展。研究、开发具有快捷、便利、安全、能源消耗低、成形精度高并且能够打印结构复杂产品的增材制造技术设备，为该技术设备的普及和大规模的工业化应用打下基础。

概念型三维打印设备所成形的零件主要在于形状、色彩等外观表达功能，对材料的性能要求较低。生产型设备是指能生产最终零件的三维打印设备。与概念原型设备相比，这种设备一般对产品有较高的精度、性能和成形效率要求，设备和材料价格较昂贵。专用成形设备应用于各种制造领域将是今后发展的趋势。三维打印设备能够生产任意复杂形状、高度个性化的产品，能够同时处理多种材料，实现产品的材料梯度和结构梯度，满足一些特定领域的产品成形要求。

7.研究新型成形材料 目前，增材制造技术可以加工的材料种类极其有限，极大地限制了这项技术在某些领域中的应用。因此，研究价格低廉、取材便捷、环保的新型成形材料是增材制造技术发展的一个重要方向。

总之，增材制造技术是一种处在不断完善过程的高新技术。其技术本身以及应用领域还需要进行大量的开发研究。21世纪是以知识经济和信息社会为特征的时代。传统制造业面临信息社会更迭迅速的市场对小批量多品种产品需求的严峻挑战。在制造业日益国际化的大环境下，缩短新产品开发周期和减少开发新产品投资风险，成为企业能否长足发展的关键。以数字化、网络化设计及制造为基础，增材制造技术及装备使个性化、定制化制造成为可能，数字化制造将成为第三次工业革命的典型代表，增材制造技术仅仅是工艺之一。国内急需开发具有自主知识产权的3D打印成形技术及装备，不断丰富成形工艺、材料及装备，尤其是推进装备价格优惠、使用成本降低，增加可靠性及普及性。增材制造/3D打印经过20多年的发展，在材料、工艺、软件、设备等方面取得较大进展，但距离工矿企业广泛使用和完全接受还有很长的路要走。政府重视及支持、近期3D打印技术的高热状态也许是广泛应用的转折点。因此，未来增材制造技术在技术研究和设备产业化发展方面必将会得到迅猛发展。从而提升我国传统产业的创造、制造能力，缩短我国装备先进制造技术同发达国家之间的差距，提升相关企业的核心竞争能力，对于促进我国机械装备制造行业的技术进步及产业发展具有重要技术支撑作用和重大的战略意义。