增材制造技术路线图-征求意见-答辩相关精要.docx

说明：本路线图是中国机械工程学会要求撰写的书中一章，请大家提出宝贵意见。意见可以直接在文中修改（修改模式下），请在4月21日前将意见反馈到分会邮箱am_3dprinting@cmes.org.cn，以便我们完成好相关工作。 谢谢。 中国机械工程技术发展路线图 第六章 增材制造（3D打印）技术 概 论 增材制造（Additive Manufacturing，AM）技术是上世纪80年代后期发展起来的新型制造技术。美国麦肯锡咨询公司发布的“展望2025”报告中将增材制造列入决定未来经济发展的12大颠覆性技术之一。增材制造技术过去也被称为“材料累加制造”（Material Increase Manufacturing）、“快速原型”（Rapid Prototyping）、“分层制造”（Layered Manufacturing）、 “实体自由制造”（Solid Free-form Fabrication）、“3D打印技术”（3D Printing）等。美国材料与试验协会(ASTM)F42国际委员会对增材制造给出了定义：增材制造是依据三维模型数据将材料连接制作物体的过程，相对于减法制造它通常是逐层累加过程。3D打印也常用来表示“增材制造”技术。3D喷印是指采用打印头、喷嘴或其它打印技术沉积材料来制造物体的技术，这些增材制造设备相对价格较低和总体功能较弱。更广义的原理来看，以三维CAD设计数据为基础，将材料（包括液体、粉材、线材或块材等）自动化地累加起来成为实体结构的制造方法，都可视为增材制造技术。相对于车铣刨磨为代表的减材制造和铸锻为代表的等材制造技术，其发展时间短但发展潜力巨大。它从原理上突破了传统制造技术受结构复杂性制约的难题，实现从材料微观组织到宏观结构的可控制造，引领制造技术向“设计－材料－制造”一体化方向发展。 世界科技强国和新兴国家都将增材制造技术作为未来产业发展新的增长点加以培育和支持，以抢占未来科技产业的制高点。2012年美国提出了“重振制造业”战略，将“增材制造” 列为第一个启动项目，成立了国家增材制造研究院（NAMII）。美国政府将增材制造技术作为国家制造业发展的首要战略任务给予支持。欧盟国家认识到增材制造技术对工业乃至整个国家发展的重要作用及巨大潜力，纷纷加大支持力度。德国政府在《高技术战略2020》和《德国工业4.0战略计划实施建议》等纲领性文件中，明确支持包括激光增材制造在内的新一代革命性技术的研发与创新。澳大利亚政府倡导成立增材制造协同研究中心，促进以终端客户驱动的协作研究。新加坡政府在2013年财政预算案中宣布，将5亿美元的资金用于发展增材制造技术，让新加坡的制造企业能够拥有全球最先进的增材制造技术。日本政府在2014年预算案中划拨了40亿日元，由经济产业省组织实施以增材制造技术为核心的制造革命计划。日本计划构建其完备的增材制造材料与装备体系，提高其增材制造技术的国际竞争能力。2014年6月，韩国政府宣布成立增材制造工业发展委员会，批准了一份旨在使韩国在增材制造领域争取领先位置的总体规划。该规划的目标包括到2020年培养1000万创客，针对各个层次的民众制订相应的增材制造培训课程，以及为贫困人口提供相应的数字化基础设施。增材制造的发展正在带动新一轮的世界科技和产业竞争。 改革开放三十年来，释放了全民族的创造力，中国成为了制造业大国。但是，产品创新开发能力严重不足成为制约我国制造业发展的瓶颈。促进创新和创业是未来我们的核心任务。而增材制造技术为创新和创业开辟了巨大空间。增材制造可以快速高效实现新产品物理原型的制造，为产品研发提供快捷技术途径。增材制造技术降低了制造业的资金和人员技术门槛，有助于催生小微制造服务业，有效提高就业水平，有助于激活社会智慧和资金资源，实现制造业结构调整，促进制造业由大变强。增材制造技术发展，给科技发展和社会进步提供了新的发展机遇。 为创新开拓了巨大空间：增材制造适合应用于复杂形状结构、适合多品种小批量的制造、适合在众多的领域应用。人们可以通过拓扑优化设计及多材料制造功能梯度结构，可以最大限度地发挥材料的功能，为许多装备设计和制造带来颠覆性进步。使设计摆脱了传统技术可制造性的约束，给创新设计释放了巨大的空间。 为创业提供了无限商机：增材制造带来集散制造的崭新模式，即通过网络平台，实现个性化订单、创客设计、制造设备，乃至资金的集成规划与分散实施，这一生产模式有效实现社会资源的最大发挥，为全民创业和凡在制造提供技术支撑。 为学科交叉提供创新手段：发展微型冶金实验平台，应用于材料基因研究，创造新合金材料；通过细胞打印、组织工程，发展器官再造，发展基因打印，为生命学科发展提供跃进式发展。 为制造业升级带来重大机遇：增材制造是产品创新的利器，已经成为先进开发模式。