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南極熊導讀：3D打印和機械加工通常被視為"競爭對手"，但它們也可以是"合作伙伴"。3D打印部件通常需要經過機加工以產生更高的公差和更好的表面光潔度。同時，曾經由一塊實心金屬塊銑削而成的零件可以用3D打印技術更快的進行制造，并且形狀更加復雜。越來越多的混合制造機器將3D打印和 CNC 機械整合到一個包中，以更好地自動化和加速零件生產。那么，它們的發展如何?

汽車制造商簡化電動汽車制造工作的另一種方法是建造微型工廠。這些專業工廠高度自動化，運營成本較低，其設立的唯一目的是生產小批量的電動汽車零部件。這條路線使客戶可以更自由地定制他們的車輛，這似乎是電動汽車的發展方向。△領先汽車制造商最近使用 3D 打印的一些例子生產工裝3D打印不必消耗整個制造過程，它可以與傳統技術協同工作。

安世亞太公司深耕增材制造產業化應用多年，深刻認同增材制造在未來數字化制造變革中的核心地位，我們基于多年的項目經驗和思考沉淀，推出了“增材思維 數智未來”系列文章。 本文是該系列文章的第二篇（第一篇：挑戰與機遇并存：增材制造的數字化智造未來），接下來我們將陸續推出智能設計、成本控制、多源技術融合、新能源應用等方面的專欄文章，闡述增材制造的數字化未來。

碳纖維/PEKK熱塑性3D打印復合材料艙門鉸鏈 瑞士9T Labs開發了一種包含 3 步制造工藝流程的增材融合技術 ( Additive Fusion Technology，AFT) ，并使用該技術制造了碳纖維/PEKK增強的3D打印直升機艙門鉸鏈。

Point Designs 與 3D Systems 應用創新小組合作，研發卓越產品、提高工作流程效率，并在 6 個月內過渡到鈦材質 3D 打印Point Designs 是手部假肢設計領域的創新者，通過將增材制造 (AM)、機械設計和臨床護理相結合，提供強大的人工數字解決方案。

增材制造技術的發展 增材制造技術如果從1986年美國科學家開發的第一臺商業3D印刷機開始算起的話，到2016年為止整整30年了，在此期間，市場上首個高清晰彩色3D打印機于2005年問世，到2014年，世界上已有3D打印建筑投入使用、3D打印汽車橫穿美國、3D打印火箭發動機通過測試……，增材制造技術（3D打印）的發展速度令人驚嘆。　　

△3D 打印機制造商和服務提供商 Fabru ，已經成為測試區塊鏈解決方案的節點分布式3D打印制造的愿景很美好，但要想實現，會面臨很多障礙。從設計師或 OEM 的角度來看，將 3D 可打印文件分發給遙遠的制造商或個人用戶會帶來風險——文件可能被篡改的風險；超過授權的數量而打印出更多；知識產權將被竊取。設計師在很大程度上無法控制設計在售出后可以打印多少次。

在智能制造的浪潮中，金屬基增材制造（即金屬3D打印）技術因其能夠制造復雜、高性能零件而備受矚目。然而，該工藝的質量與穩定性，很大程度上取決于對打印過程中熔池及熱影響區溫度的精確控制。德國Optris公司推出的PI08M短波紅外熱像儀，正是為解決這一核心痛點而生，它通過提供實時、精確的溫度監測數據，為智能制造的閉環控制提供了關鍵支撐。

南極熊導讀：3D打印具有明顯的個性化定制特性，但如果需要生產100件甚至1000件品質相同的零件呢？一致性就顯得非常重要。 △3D打印的鋁制齒輪箱外殼。圖片來自波音公司2022年5月，南極熊獲悉，前波音公司3D打印制造負責人、現任巴恩斯全球顧問Michael Hayes闡述了他對增材制造的一些看法。

△包括的3D打印業務過去，從原型設計到制造意味著要進行漫長而昂貴的流程，以及大量的反復試驗。Fictiv成立于 2013 年，旨在解決將產品快速推向市場的難題。Fictiv提供了數字制造系統?？蛻羯蟼鰿AD文件或2D圖紙，選擇零件和制造方法（3D 打印、注塑等），Fictiv 系統輸出價格、時間和其他關鍵信息。這種系統具有很強的吸引力，尤其是對于年輕的硬件公司。

如今主流的陶瓷3D打印技術主要為分層實體制造(簡稱LOM）；熔融堆積（簡稱FFF）；形狀沉積成型（簡稱SDM）；立體光刻（簡稱SLA）；噴墨打印法(簡稱IJM）。

當您追求的是：極致的設計自由度、快速的原型驗證、小批量的復雜件、個性化的定制服務——請選擇3D打印。它是您實現創新夢想的利器。在未來，最強大的制造模式將是“混合制造”：利用3D打印完成復雜的坯料制造，再通過高精度的機加工進行最終成型和精修，集二者之長，避二者之短。

圖 | 用3D打印修復10年前已停產的輪椅位置調節零件 原始零件（左） 打印的零件成品（中） 安裝好的3D打印零件（右） 小型制造企業的福音

原型制造和功能性測試原型制作是3D打印最為基礎的使用場景，引用3D打印機之前，金星公司平均至少需要幾個月的時間進行原型制作和模具迭代，在將3D打印納入他們的生產流程后，金星可以將他們的產品原型驗證階段縮短到幾周甚至幾天。另外不僅僅是外觀驗證，在原型驗證的功能性測試中，公司可以測試原型的強度、耐用性和硬度。

隨著3D打印技術的不斷發展，增材制造已成為現代制造業中最具前景和潛力的領域之一。然而，由于其特殊的制造方式和材料選擇，增材制造的設計過程相對于傳統制造更加復雜，需要考慮更多的因素。為了解決這個問題，Altair公司推出了一款專門針對增材制造的設計軟件——Altair Inspire。 Altair Inspire是一款基于拓撲優化和仿真分析的輕量化設計軟件。

Raise3D大力發揮3D打印的優勢，將優化投入產出比融入到生產制造中。為了實現這一目標，Raise3D開發了具有工業性的3D打印機，以滿足用戶對最終打印件的達標要求。Raise3D將不斷致力于將先進的3D打印技術應用到各行各業中。

雖然可靠地打印有源電子產品還有很長的路要走，但3D打印半導體已經展示出與微加工設備制造的半導體器件相媲美的效率。前者可以輕松地在曲面上打印半導體器件，后者卻無能為力。 研發人員創建了一個能夠檢測光照水平變化的三維人造眼球。仿生眼模仿視網膜的功能幫助人們恢復視力，與植入物協同工作，將其看到的圖像轉換為視網膜細胞的電脈沖，視網膜細胞將圖像信號傳回大腦。

在一些工業電子領域中，關于手板打樣的速度已借助3D打印技術顯著提升，復雜結構不再被輕易限制，展現出了極高的靈活性；在汽車制造業中，其可以應用于內飾件或機械零部件等多個方面，使設計變得更加貼合，有效加快了新功能的驗證和開發；在消費品制造業中，3D打印憑借能夠個性化定制的優勢，為產品創新不斷提供著新的方向，滿足了廣大用戶日益多樣化的打印需求。

圖2 增材制造的應用（a）3D打印鋁合金回旋結構熱交換器（圖片來源：nTopology）（b）顱骨植入物（圖片來源：Renishaw）（c）Puma 打造的 3D Mtrx 運動鞋，采用 3D 打印鞋底（圖片來源：Porsche-design） 3 CFD在增材制造中的應用 下面以電子束選區熔化金屬粉末的增材制造為例

3D打印技術飛速發展，在高分子、陶瓷、金屬等材料成型方面有驚人的進步，在航空航天、醫療、建筑等領域也都大展身手。本周討論話題：3D打印會代替傳統制造業嗎？未來的3D打印會向什么領域、什么方向發展？