孫立華

謂3D打印技術(shù)，就是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用

粉末狀金屬或塑料等可黏合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印技術(shù)又稱為“快速成型技術(shù)”或“增材制造技術(shù)”，誕生于上世紀(jì)80年。有專家預(yù)測(cè)，3D打印技術(shù)的發(fā)展，將在工業(yè)界掀起大潮，并與其他一些數(shù)字化生產(chǎn)模式推動(dòng)新一輪的工業(yè)革命。

3D打印優(yōu)勢(shì)在哪兒？

與傳統(tǒng)制造業(yè)的“減材制造技術(shù)”相比，3D打印技術(shù)具有制造成本低、研制周期短、生產(chǎn)效率高等明顯優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)制造業(yè)、航空航天、生物醫(yī)學(xué)、文物保護(hù)、食品行業(yè)、建筑設(shè)計(jì)、文化創(chuàng)意和配件飾品等領(lǐng)域。3D打印能極大地降低制造業(yè)建立工廠的基本要求和投資額度，它能引發(fā)新一輪的小型企業(yè)興旺和擴(kuò)張的潮流。3D打印能在現(xiàn)有壟斷化，大規(guī)模、超大規(guī)?；墓I(yè)模式下，以現(xiàn)代工業(yè)缺乏的創(chuàng)新和靈活的生產(chǎn)機(jī)制誕生大量有競爭力的小型企業(yè)。

在傳統(tǒng)零部件制造領(lǐng)域，3D打印技術(shù)是用球形金屬粉進(jìn)行壓制，可以快速地把復(fù)雜零部件制作出來，而且質(zhì)量上和傳統(tǒng)模具制造出來的差不多。如制造一個(gè)零部件，用傳統(tǒng)技術(shù)鑄造技術(shù)，90%的原料會(huì)被丟棄，而3D打印則沒有浪費(fèi)。

在高精尖的武器裝備制造領(lǐng)域，3D打印的表現(xiàn)又如何呢？目前，3D打印技術(shù)已經(jīng)被大量應(yīng)用于美軍武器裝備的研發(fā)之中，除了能夠提升武器裝備的研發(fā)速度外，還能大幅降低武器裝備的造價(jià)成本和生產(chǎn)周期。如美國F-15研發(fā)花了6年，F(xiàn)-22則花了16年；俄蘇-27花了10年，蘇-30也花了6年。如果借助3D打印技術(shù)及其他信息技術(shù)，最快只需3年的時(shí)間就能研制出一款新戰(zhàn)斗機(jī)。美軍已應(yīng)用3D打印技術(shù)輔助制造導(dǎo)彈用彈出式點(diǎn)火器模型，并取得了良好的效果。美國GE航空已應(yīng)用3D打印技術(shù)制造終極噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，并將所有的專門技術(shù)應(yīng)用于下一代的軍用發(fā)動(dòng)機(jī)上，能夠自動(dòng)地將高推力模式轉(zhuǎn)換到高效率模式。2013年1月7日，美國陸軍快速裝備部隊(duì)（REF）將其第2個(gè)移動(dòng)遠(yuǎn)征實(shí)驗(yàn)室部署到了戰(zhàn)區(qū)。該實(shí)驗(yàn)室集成多項(xiàng)新式技術(shù)，其中一項(xiàng)就是可以通過使用3D打印機(jī)和計(jì)算機(jī)數(shù)字控制（CNC）設(shè)備將鋁、塑料和鋼材生產(chǎn)加工成所需零部件。

能“打印”什么裝備？

目前，國外已經(jīng)通過3D打印技術(shù)成功地“打印”出了手槍、自行車、汽車、電控飛行器等。2012年，美國3D打印服務(wù)提供商已經(jīng)“打印”了75萬種產(chǎn)品，使用的材料包括塑料、不銹鋼、銀、陶瓷和玻璃等，數(shù)量之多令人驚嘆。

一家美國公司利用3D打印技術(shù)，成功造出AR-15半自動(dòng)步槍的彈匣及其他部件。不久后，這家公司又在互聯(lián)網(wǎng)上公布，首款名為“解放者”的3D打印手槍試射成功。據(jù)報(bào)道，這款3D金屬手槍，已經(jīng)成功發(fā)射了50發(fā)子彈，且多次擊中30公尺外的靶心。公司還使用了包括激光燒結(jié)和研磨金屬等多種技術(shù)，共用33種不銹鋼和合金制成。

在美國國家航空航天局支持下，華盛頓州立大學(xué)（WSU）研究人員演示了如何利用3D打印設(shè)備和月球上類似材料來制造零件。作為華盛頓州立大學(xué)機(jī)械和材料工程學(xué)院教授的阿米特·班德亞帕德耶和蘇蜜塔·布茲，是3D打印領(lǐng)域的知名研究人員。這兩位教授目前所做的項(xiàng)目，是一項(xiàng)利用3D打印技術(shù)為小型研究衛(wèi)星制造金屬和陶瓷組件的探索性項(xiàng)目。這種小型研究衛(wèi)星尺寸大約與咖啡杯一樣，它擁有世界上最小的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。采用3D打印技術(shù)，零件也能夠比傳統(tǒng)制造技術(shù)更容易修改。

3D打印的持續(xù)升溫催生了全球第一款全能3D一體機(jī)。該款機(jī)器不僅可以掃描、復(fù)印、打印3D物體，甚至可以傳真3D物體。這款名為“宙斯”（Zeus）的3D打印傳真機(jī)配有一個(gè)7英寸的觸摸屏，以及4個(gè)極易操作的按鈕。“宙斯”是一臺(tái)獨(dú)立設(shè)備，不必與臺(tái)式機(jī)相連即可使用。所以，下次當(dāng)你需要一把錘子時(shí)，可以直接掃描鄰居家的錘子，或者讓他們給你傳真過來。

據(jù)報(bào)道，英國航天系統(tǒng)公司宣布，一架裝配3D打印金屬零件的旋風(fēng)式戰(zhàn)斗機(jī)試飛成功。英國航天系統(tǒng)公司說，該戰(zhàn)機(jī)部分零件造價(jià)不到100英鎊，未來每年有可能為公司省下數(shù)十萬英鎊。這架飛機(jī)的3D打印組件包括駕駛艙無線電的防護(hù)罩、起落架防護(hù)裝置及進(jìn)氣口支架。該公司希望利用3D打印技術(shù)提高飛機(jī)零部件制造效率，同時(shí)降低成本。飛機(jī)使用的3D打印部件主要包括駕駛艙無線電防護(hù)裝置、飛機(jī)起落裝置等，這些部件均在英國皇家空軍一個(gè)軍事基地生產(chǎn)和組裝。