制造技術(shù)整體水平的，讓幾經(jīng)沉浮的快速原型制造（Rapid Prototyping）再次成為家喻戶曉的“新科技”，增材制造（3D打印技術(shù)）甚被認(rèn)為是“第三次工業(yè)”的重要標(biāo)志。增材制造技術(shù)的發(fā)展并不獨(dú)立于現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展，正是因為現(xiàn)代制造技術(shù)的整體進(jìn)步，才讓增材技術(shù)能夠正確的融入到現(xiàn)代制造技術(shù)中，成為先進(jìn)制造的重要組成部分。

增材制造再次成為熱點的重要原因，在我看來包含以下幾個方面：首先，增材制造依賴的衍生式設(shè)計技術(shù)、材料、數(shù)字控制技術(shù)、熱耦合仿真技術(shù)及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和成熟，讓行業(yè)對增材制造技術(shù)重塑信心，同時制造領(lǐng)域?qū)τ谳p量化的需求、關(guān)注零部件性能的需求、敏捷制造的需求、醫(yī)療領(lǐng)域仿生產(chǎn)品的需求、國內(nèi)外航空航天預(yù)研項目升級的需求不斷增加，而增材制造技術(shù)正是能夠滿足這些需求的重要可選擇手段，高端數(shù)字化制造環(huán)境的改變，能夠真正把增材制造的零件應(yīng)用于裝備的關(guān)鍵節(jié)點，以達(dá)到裝備整體性能、減重、散熱、高集成度和敏捷制造周期等。增減材一體化技術(shù)是破解增材制造精度和裝配問題的關(guān)鍵所在。

增材并非將傳統(tǒng)的設(shè)計用增材制造的形式表現(xiàn)出來，而是從設(shè)計端開始，就把增材作為的一部分，有明確設(shè)計和應(yīng)用目標(biāo)。例如在醫(yī)療領(lǐng)域骨小梁的設(shè)計，需要采用仿生原理設(shè)計骨小梁的內(nèi)部晶格形狀，人體組織才能正常生長并和植入體結(jié)合，這時就會用到歐特克Within Medical等進(jìn)行骨小梁的設(shè)計，然后采用鈦合金粉選擇性燒結(jié)的模式進(jìn)行增材，從而滿足實際需求。

而通用汽車正在使用衍生式設(shè)計、增材制造、人工智能和云計算來推出下一代輕量化車輛。公司表示，這些技術(shù)是開發(fā)高效、輕型替代推進(jìn)和零排放車輛的關(guān)鍵，使用云計算和基于AI的算法，可以探索零件設(shè)計的多種排列。

歐特克Generative Design根據(jù)客戶設(shè)定的目標(biāo)和參數(shù)（如重量、強(qiáng)度、材料選擇和制造方法等）生成數(shù)百種高性能且為有機(jī)外觀的幾何設(shè)計選項，然后客戶確定的零件設(shè)計選項，并使用增減材一體化制造手段，減少車輛重量并整合部件。通用汽車和歐特克工程師已經(jīng)應(yīng)用這項新技術(shù)來生產(chǎn)概念驗證部件——3D打印座椅支架，該支架比原始部件重量減輕40％，強(qiáng)度增強(qiáng)20％，它還將8個不同的組件合并為一個3D打印部件。

增材制造技術(shù)在模具行業(yè)中的采用，可以有效地提高生產(chǎn)效率。例如，使用歐特克的產(chǎn)品組合（包括PowerMill、Netfabb、Moldflow、Fusion360及CFD）采用增材制造方式，在模版上嫁接異型模具成型部分，而在模具型芯內(nèi)部設(shè)計隨型水路。塑料殼體模具隨行冷卻水道設(shè)計及模具鋼3D打印，解決傳統(tǒng)水路冷卻不均造成的產(chǎn)品表面縮水和變形等問題。通過Moldflow分析，傳統(tǒng)深空鉆水路和3D打印隨型水路，注塑冷卻時間從47s縮短為13s，注塑效率提高80％以上，大大節(jié)省生產(chǎn)成本。使用的模具鋼具備良好硬度（42～55HRC）和拋光性，確保注塑50～80萬碑和產(chǎn)品表面光潔，同時模具鋼不含有害物質(zhì)，可用于醫(yī)療和電子行業(yè)模具。模具打印部件直接嫁接在機(jī)加工底座上，增材完成后僅僅留出精加工余量，用PowerMill編程完成精加工，結(jié)合傳統(tǒng)的優(yōu)勢，成本，縮短制造周期。

歐特克的客戶更加注重制造價值的應(yīng)用體驗，不是為用增材而增材，切實為實際設(shè)計目的而采用增材技術(shù)，增材不是孤立的關(guān)注增材設(shè)備，而是一系列多學(xué)科知識的集成體，包含設(shè)計系統(tǒng)、增材成型、增材熱力學(xué)仿真、增減材一體化技術(shù)和制造過程質(zhì)量控制技術(shù)等。

增材零件成型并不像大家所看到的一些理念所表達(dá)的“所見即所得”，增材制造是一個熱成型過程，特別在金屬增材制造領(lǐng)域，設(shè)備和材料成本居高不下，由于激光極高的燒結(jié)溫度，和傳統(tǒng)制造一樣會存在熱變形，進(jìn)而導(dǎo)致翹曲變形阻擋刮板，終會產(chǎn)生打印零件失敗、成型過程中支撐開裂導(dǎo)致零件報廢、局部區(qū)域過燒熱聚積而導(dǎo)致的毀損。在沒有有效的仿真軟件支撐的情況下，較高的廢品率成為增材制造發(fā)展的阻力，歐特克的Netfabb專為增材制造生產(chǎn)環(huán)境而設(shè)計，協(xié)助客戶解決增材制造的相應(yīng)問題，沒有軟件技術(shù)強(qiáng)力支撐，增材技術(shù)就會成為空中樓閣。除此之外的一大挑戰(zhàn)是，增材制造的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)缺乏，可靠性驗證案例不多，大家能看到RAMLAB聯(lián)盟完成50 000t級集裝箱輪船上價值10萬歐元青銅螺旋槳的增材制造項目，WAAMpeller產(chǎn)品的成功開發(fā)、生產(chǎn)和測試，并得到全球船舶檢驗和認(rèn)證組織Bureau Veritas對WAAMpeller產(chǎn)品的認(rèn)證，見證了RAMLAB聯(lián)盟的初步成功，該項目采用到了歐特克PowerMill DED（Directed Energy Deposition）和PowerInspcet相關(guān)技術(shù)的認(rèn)證，在行業(yè)里具有*高的聲譽(yù)，這項增材制造技術(shù)融合了機(jī)器人技術(shù)、技術(shù)和DED技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)每小時成型1～6 kg的金屬材料，對于大型零件的制造來說游刃有余。

如果一艘50 000t級的貨輪螺旋槳損壞停留在港口，采用DED增材技術(shù)，180～200kg的材料沉積僅需要10天的時間，另外還需要打磨處理，修復(fù)螺旋槳，使這艘貨輪重新開啟需要大約2周的時間，這項技術(shù)有很廣闊的應(yīng)用空間，但是先進(jìn)技術(shù)在起步階段必須有*多的案例進(jìn)行支撐，目前像大型螺旋漿損壞修復(fù)這樣的案例并不是很多。

增材制造技術(shù)參與方包括軟件、設(shè)備、材料及成型技術(shù)，增材并非要替代減材技術(shù)，增減材一體化能讓客戶化解采用增材制造零件精密裝配的問題，從而實現(xiàn)基于真正為客戶制造能力，解決如輕量化、水平等的目的。而不是為增材而增材，這樣會導(dǎo)致徒增成本，廠商和客戶應(yīng)該為共同的攻關(guān)目標(biāo)而發(fā)揮自己應(yīng)有的作用，從而促進(jìn)增材制造快速走向更多方面的應(yīng)用，實現(xiàn)共贏的目標(biāo)。