3、航空航天是3D打印最具前景的應(yīng)用領(lǐng)域之一，中國的鈦合金激光快速成型技術(shù)國際領(lǐng)先

 

　　航空航天設(shè)備制造是3D打印最具前景的應(yīng)用領(lǐng)域之一，原因主要在于：第一，航空航天設(shè)備往往具有“多品種、小批量”的特點，尤其在試制階段許多零部件都需要單件定制，若采取傳統(tǒng)工藝則周期長、成本高，3D打印則可以實現(xiàn)低成本快速成型；第二，出于減重與強度要求，航空航天設(shè)備中復(fù)雜結(jié)構(gòu)件或大型異構(gòu)件的比例越來越高，若采用傳統(tǒng)的“鍛造+機加工”方式，則所需工序繁多、工藝復(fù)雜，甚至根本無法直接加工，而3D打印在復(fù)雜部件加工方面具有明顯優(yōu)勢；第三，采用傳統(tǒng)工藝加工飛機零部件的原材料利用率只有10%左右，其他部分都在鑄模、鍛造、切割和打磨過程中浪費了，而3D打印的增量制造方式可將原材料利用率提高至90%以上。

 

　　波音公司是率先將3D打印技術(shù)用于飛機設(shè)計和制造的國際航空制造企業(yè)，已累計利用3D打印技術(shù)生產(chǎn)了300多個不同的小型零部件。GE航空2012年收購了專門開發(fā)激光燒結(jié)金屬粉末技術(shù)的MorrisTechnologies公司，用來為其Leap系列發(fā)動機制造組件。普惠公司也投入數(shù)百萬聯(lián)合康涅狄格大學(xué)成立了增量制造中心。美國國家航天航空局(NASA)正在使用3D打印機生產(chǎn)航天器的引擎部件，并計劃將打印設(shè)備發(fā)射到國際空間站，以期宇航員能夠自給自足，利用空間站上的原料直接生產(chǎn)所需品，改變完全依賴地面供給的補給模式。

 

　　我國的大型鈦合金結(jié)構(gòu)件激光成形技術(shù)具有國際領(lǐng)先水平，是目前世界上唯一掌握了飛機鈦合金大型主承力結(jié)構(gòu)件激光快速成型技術(shù)并實現(xiàn)裝機應(yīng)用的國家。北航王華明教授憑借“飛機鈦合金大型復(fù)雜整體構(gòu)件激光成型技術(shù)”獲得了“2012年度國家技術(shù)發(fā)明一等獎”，據(jù)稱其實驗室只需要55天就能打印出C919機頭的四個主風(fēng)擋窗框，而若向國外公司訂購至少需要兩年以上，且模具費就要上千萬元。西北工業(yè)大學(xué)凝固技術(shù)國家重點實驗室也是我國3D打印技術(shù)研發(fā)最出色的單位之一，其激光立體成形技術(shù)已經(jīng)成功的用于C919中央翼緣條的制造。另據(jù)媒體報道，在艦載機、四代機等新型軍用飛機的研制過程中，3D打印技術(shù)已經(jīng)發(fā)揮了重要作用，承擔(dān)了包括起落架在內(nèi)的鈦合金主承力構(gòu)件的試制任務(wù)。

 

　　4、在消費電子與汽車行業(yè)，3D打印技術(shù)主要用于設(shè)計原型制造及模具開發(fā)

 

　　從全球范圍來看，消費電子與汽車行業(yè)是3D打印技術(shù)最主要的兩個應(yīng)用領(lǐng)域，分別占20%左右的市場份額。從具體用途來看，3D打印技術(shù)在上述兩個行業(yè)的應(yīng)用主要集中于設(shè)計原型制造及生產(chǎn)過程中的模具加工。借助3D打印技術(shù)輔助設(shè)計和測試，可以大幅縮短新產(chǎn)品研發(fā)周期、降低試制與試驗成本。比如：Nokia曾借助3D打印技術(shù)完成手機外殼和結(jié)構(gòu)件的設(shè)計和樣件制造；通用汽車已經(jīng)用3D打印技術(shù)打印出應(yīng)用于測試的零部件和模具超過20000個，現(xiàn)代、寶馬等汽車廠家也已將3D打印技術(shù)應(yīng)用于新車研發(fā)過程當(dāng)中。

 

　　在產(chǎn)品制造環(huán)節(jié)，由于消費電子和汽車行業(yè)均具有標(biāo)準(zhǔn)化、大規(guī)模生產(chǎn)的特點，3D打印技術(shù)在直接零部件制造方面尚無法滿足加工速度和經(jīng)濟性要求，故短期內(nèi)很難取代傳統(tǒng)的制造模式。但在一些個性化的小眾市場，3D打印直接加工的產(chǎn)品仍擁有一定的受眾群。比如：由用戶定制的手機外殼、用戶可以參與設(shè)計的汽車等。

 

　　5、在建筑與服裝行業(yè)，3D打印可以實現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)、極大的拓展設(shè)計師的想象空間

 

　　在建筑領(lǐng)域，3D打印技術(shù)最初主要用于設(shè)計模型的制造，但近來已經(jīng)有多位建筑師提出了3D打印實體建筑的構(gòu)想。荷蘭阿姆斯特丹建筑大學(xué)的設(shè)計師JanjaapRuijssenaars設(shè)計的3D打印建筑物“LandscapeHouse”特別模擬了莫比烏斯環(huán)，計劃利用3D打印機逐塊打印出來，每塊的尺寸為6×9米，然后拼接成一個整體建筑，預(yù)計需要耗時一年半完成。倫敦的建筑設(shè)計工作室SoftkillDesign的3D打印建筑方案更具沖擊力，該建筑完全拋棄了傳統(tǒng)的固體墻，而是采用以骨骼為基礎(chǔ)的纖維尼龍結(jié)構(gòu)，組件由激光燒結(jié)生物塑料制成。

 

　　服裝制造方面，3D打印可以加工出傳統(tǒng)工藝難以完成的復(fù)雜款式，極大的拓展的設(shè)計師的想象空間。2011年巴黎春夏時裝展上，荷蘭時尚設(shè)計師Irisvan Herpen發(fā)布了他直接用3D打印機制作的立體服裝，這些超太空感的服裝由錦綸打印而成。耐克和阿迪達斯均已經(jīng)開始用3D打印機制造一些運動鞋功能部件，也有直接制造運動服的打算。