導(dǎo)讀：在過(guò)去的幾十年里，減材加工和等材加工一直是制造業(yè)中的兩個(gè)主要分支。但是，近年來(lái)，隨著3D打印技術(shù)的快速發(fā)展，它正在逐漸成為制造業(yè)的第三個(gè)主要分支。盧秉恒，中國(guó)工程院院士、西安交通大學(xué)教授，國(guó)家增材制造創(chuàng)新中心主任，認(rèn)為未來(lái)3D打印將與減材加工和等材加工一樣重要，三種技術(shù)并存，共同推動(dòng)制造業(yè)的發(fā)展。

2023年4月1-2日，以“著力提升產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈韌性與安全水平，助力制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展”為主題的第二屆中國(guó)產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新發(fā)展峰會(huì)在深圳市五洲賓館成功舉行。其中，盧秉恒院士出席峰會(huì)并發(fā)表了題為《3D增材制造產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新發(fā)展》主題演講。他表示“現(xiàn)在3D打印的規(guī)模還很小，但是它的價(jià)值很高，它的發(fā)展將會(huì)和減材、等材走向同樣的價(jià)值，三分天下”。以下是3D打印資源庫(kù)為大家整理的演講內(nèi)容。

作為增材制造領(lǐng)域?qū)＜遥R秉恒在演講中談到了近年來(lái)3D打印技術(shù)的變化。他指出，最初的3D打印技術(shù)使用的是非金屬材料，如樹脂和其他材料。但是，近年來(lái)，來(lái)對(duì)金屬的3D打印技術(shù)進(jìn)行了非常多的研究，有用激光、電子束、粒子束來(lái)做能源，把金屬粉末或金屬絲材進(jìn)行熔化堆積成為三維實(shí)體。

盧秉恒進(jìn)一步介紹說(shuō)，金屬3D打印技術(shù)的機(jī)理與傳統(tǒng)的鑄造和鍛壓不同。鑄造和鍛壓通常是將大塊材料一次性成型，而3D打印是一點(diǎn)一點(diǎn)進(jìn)行累積的，利用高能束迅速融化材料，并在極短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行冷卻，因此其機(jī)理具有全新的特點(diǎn)。目前，各種材料、各種鋼材，鋁合金、鈦合金等都可以通過(guò)3D打印來(lái)制造。經(jīng)過(guò)檢測(cè)、分析和研究，制造的質(zhì)量基本上可以達(dá)到鍛件的水平，有些甚至超過(guò)鍛件，有些地方在延展性方面不如鍛件。

“增材制造發(fā)展不到40年的歷史，但已經(jīng)形成一個(gè)顛覆性的技術(shù)。”盧秉恒說(shuō)。

目前，4D打印和5D打印技術(shù)也在迅速發(fā)展。盧秉恒介紹說(shuō)，4D打印是利用智能材料進(jìn)行打印，打印后可以隨著時(shí)間的推移改變形狀，例如在溫度場(chǎng)的影響下形狀可以發(fā)生變化，這為裝配帶來(lái)了很大的方便。而5D打印的概念則不僅僅是形狀隨著時(shí)間的推移會(huì)發(fā)生變化，還會(huì)在功能上發(fā)生變化，其中最突出的是人造器官。隨著時(shí)間的推移，這些材料在生物化學(xué)環(huán)境作用下就可以變成人自己的器官，包括人造心臟、人造肝臟等。

這些研究都正在進(jìn)行中，當(dāng)然，其中的難點(diǎn)在于如何讓這些人造器官與整個(gè)機(jī)體連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)血管化和神經(jīng)化，但是這個(gè)方向具有非常好的前景。實(shí)際上，自上個(gè)世紀(jì)90年代末開始，就已經(jīng)開始了生物可降解材料打印的研究。

盧秉恒認(rèn)為，3D打印在推動(dòng)制造業(yè)創(chuàng)新方面具有重要作用?！?D打印不僅可以實(shí)現(xiàn)最理想的輕量化，在產(chǎn)品快速開發(fā)方面也發(fā)揮著重要作用，特別是在航空航天等復(fù)雜產(chǎn)品的開發(fā)、汽車、IT產(chǎn)品以及醫(yī)療等個(gè)性化定制領(lǐng)域?！北R秉恒表示，“包括制造模式創(chuàng)新，個(gè)性化消費(fèi)；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)創(chuàng)新；控形控性；增量走向增材，從增材走向創(chuàng)材，從創(chuàng)材走向創(chuàng)生，這一系列的科技創(chuàng)新和工業(yè)創(chuàng)新，都離不開3D打印技術(shù)的支持?！?br />
盧秉恒談及3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)時(shí)表示，根據(jù)沃勒斯報(bào)告的統(tǒng)計(jì)，目前全球3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模已經(jīng)接近100億歐元，每年增長(zhǎng)率達(dá)到了20%。預(yù)計(jì)到2027年，金屬增材制造設(shè)備年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到26.1%，聚合物是12.9%。其中，美國(guó)是全球3D打印裝備消費(fèi)最大的市場(chǎng)，占比達(dá)33%，排名第一；中國(guó)占比17%，排名第二。

“盡管現(xiàn)在3D打印的規(guī)模還很小，但是它的價(jià)值很高，它的發(fā)展將會(huì)和減材、等材走向同樣的價(jià)值，三分天下。”盧秉恒認(rèn)為，“3D打印+”放大了它在制造業(yè)中的一些直接經(jīng)濟(jì)效益，所以3D打印的經(jīng)濟(jì)效益不是以直接3D打印產(chǎn)品價(jià)值衡量的?！靶履茉雌囉泻芏鄤?chuàng)新的機(jī)會(huì)，設(shè)計(jì)驗(yàn)證、模具制造都可以用3D打印。”

盧秉恒表示，未來(lái)3D打印將不僅限于地球上的應(yīng)用，還將擴(kuò)展至飛船和太空艙等空間環(huán)境中的應(yīng)用。隨著技術(shù)的發(fā)展，我們甚至可以在外太空中使用3D打印技術(shù)，生產(chǎn)所需的產(chǎn)品和裝備，并將其運(yùn)回地球，解決地球資源和能源短缺的問(wèn)題。他相信，這一未來(lái)的愿景將在不久的將來(lái)成為現(xiàn)實(shí)。

導(dǎo)讀：在過(guò)去的幾十年里，減材加工和等材加工一直是制造業(yè)中的兩個(gè)主要分支。但是，近年來(lái)，隨著3D打印技術(shù)的快速發(fā)展，它正在逐漸成為制造業(yè)的第三個(gè)主要分支。盧秉恒，中國(guó)工程院院士、西安交通大學(xué)教授，國(guó)家增材制造創(chuàng)新中心主任，認(rèn)為未來(lái)3D打印將與減材加工和等材加工一樣重要，三種技術(shù)并存，共同推動(dòng)制造業(yè)的發(fā)展。

2023年4月1-2日，以“著力提升產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈韌性與安全水平，助力制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展”為主題的第二屆中國(guó)產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新發(fā)展峰會(huì)在深圳市五洲賓館成功舉行。其中，盧秉恒院士出席峰會(huì)并發(fā)表了題為《3D增材制造產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新發(fā)展》主題演講。他表示“現(xiàn)在3D打印的規(guī)模還很小，但是它的價(jià)值很高，它的發(fā)展將會(huì)和減材、等材走向同樣的價(jià)值，三分天下”。以下是3D打印資源庫(kù)為大家整理的演講內(nèi)容。

作為增材制造領(lǐng)域?qū)＜遥R秉恒在演講中談到了近年來(lái)3D打印技術(shù)的變化。他指出，最初的3D打印技術(shù)使用的是非金屬材料，如樹脂和其他材料。但是，近年來(lái)，來(lái)對(duì)金屬的3D打印技術(shù)進(jìn)行了非常多的研究，有用激光、電子束、粒子束來(lái)做能源，把金屬粉末或金屬絲材進(jìn)行熔化堆積成為三維實(shí)體。

盧秉恒進(jìn)一步介紹說(shuō)，金屬3D打印技術(shù)的機(jī)理與傳統(tǒng)的鑄造和鍛壓不同。鑄造和鍛壓通常是將大塊材料一次性成型，而3D打印是一點(diǎn)一點(diǎn)進(jìn)行累積的，利用高能束迅速融化材料，并在極短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行冷卻，因此其機(jī)理具有全新的特點(diǎn)。目前，各種材料、各種鋼材，鋁合金、鈦合金等都可以通過(guò)3D打印來(lái)制造。經(jīng)過(guò)檢測(cè)、分析和研究，制造的質(zhì)量基本上可以達(dá)到鍛件的水平，有些甚至超過(guò)鍛件，有些地方在延展性方面不如鍛件。

“增材制造發(fā)展不到40年的歷史，但已經(jīng)形成一個(gè)顛覆性的技術(shù)。”盧秉恒說(shuō)。

目前，4D打印和5D打印技術(shù)也在迅速發(fā)展。盧秉恒介紹說(shuō)，4D打印是利用智能材料進(jìn)行打印，打印后可以隨著時(shí)間的推移改變形狀，例如在溫度場(chǎng)的影響下形狀可以發(fā)生變化，這為裝配帶來(lái)了很大的方便。而5D打印的概念則不僅僅是形狀隨著時(shí)間的推移會(huì)發(fā)生變化，還會(huì)在功能上發(fā)生變化，其中最突出的是人造器官。隨著時(shí)間的推移，這些材料在生物化學(xué)環(huán)境作用下就可以變成人自己的器官，包括人造心臟、人造肝臟等。

這些研究都正在進(jìn)行中，當(dāng)然，其中的難點(diǎn)在于如何讓這些人造器官與整個(gè)機(jī)體連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)血管化和神經(jīng)化，但是這個(gè)方向具有非常好的前景。實(shí)際上，自上個(gè)世紀(jì)90年代末開始，就已經(jīng)開始了生物可降解材料打印的研究。

盧秉恒認(rèn)為，3D打印在推動(dòng)制造業(yè)創(chuàng)新方面具有重要作用?！?D打印不僅可以實(shí)現(xiàn)最理想的輕量化，在產(chǎn)品快速開發(fā)方面也發(fā)揮著重要作用，特別是在航空航天等復(fù)雜產(chǎn)品的開發(fā)、汽車、IT產(chǎn)品以及醫(yī)療等個(gè)性化定制領(lǐng)域?！北R秉恒表示，“包括制造模式創(chuàng)新，個(gè)性化消費(fèi)；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)創(chuàng)新；控形控性；增量走向增材，從增材走向創(chuàng)材，從創(chuàng)材走向創(chuàng)生，這一系列的科技創(chuàng)新和工業(yè)創(chuàng)新，都離不開3D打印技術(shù)的支持?！?br />
盧秉恒談及3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)時(shí)表示，根據(jù)沃勒斯報(bào)告的統(tǒng)計(jì)，目前全球3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模已經(jīng)接近100億歐元，每年增長(zhǎng)率達(dá)到了20%。預(yù)計(jì)到2027年，金屬增材制造設(shè)備年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到26.1%，聚合物是12.9%。其中，美國(guó)是全球3D打印裝備消費(fèi)最大的市場(chǎng)，占比達(dá)33%，排名第一；中國(guó)占比17%，排名第二。

“盡管現(xiàn)在3D打印的規(guī)模還很小，但是它的價(jià)值很高，它的發(fā)展將會(huì)和減材、等材走向同樣的價(jià)值，三分天下。”盧秉恒認(rèn)為，“3D打印+”放大了它在制造業(yè)中的一些直接經(jīng)濟(jì)效益，所以3D打印的經(jīng)濟(jì)效益不是以直接3D打印產(chǎn)品價(jià)值衡量的?！靶履茉雌囉泻芏鄤?chuàng)新的機(jī)會(huì)，設(shè)計(jì)驗(yàn)證、模具制造都可以用3D打印。”

盧秉恒表示，未來(lái)3D打印將不僅限于地球上的應(yīng)用，還將擴(kuò)展至飛船和太空艙等空間環(huán)境中的應(yīng)用。隨著技術(shù)的發(fā)展，我們甚至可以在外太空中使用3D打印技術(shù)，生產(chǎn)所需的產(chǎn)品和裝備，并將其運(yùn)回地球，解決地球資源和能源短缺的問(wèn)題。他相信，這一未來(lái)的愿景將在不久的將來(lái)成為現(xiàn)實(shí)。