3D打印

孫立華

謂3D打印技術，就是一種以數字模型文件為基礎，運用

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造物體的技術。3D打印技術又稱為“快速成型技術”或“增材制造技術”，誕生于上世紀80年。有專家預測，3D打印技術的發展，將在工業界掀起大潮，并與其他一些數字化生產模式推動新一輪的工業革命。

3D打印優勢在哪兒？

與傳統制造業的“減材制造技術”相比，3D打印技術具有制造成本低、研制周期短、生產效率高等明顯優勢，廣泛應用于傳統制造業、航空航天、生物醫學、文物保護、食品行業、建筑設計、文化創意和配件飾品等領域。3D打印能極大地降低制造業建立工廠的基本要求和投資額度，它能引發新一輪的小型企業興旺和擴張的潮流。3D打印能在現有壟斷化，大規模、超大規模化的工業模式下，以現代工業缺乏的創新和靈活的生產機制誕生大量有競爭力的小型企業。

在傳統零部件制造領域，3D打印技術是用球形金屬粉進行壓制，可以快速地把復雜零部件制作出來，而且質量上和傳統模具制造出來的差不多。如制造一個零部件，用傳統技術鑄造技術，90%的原料會被丟棄，而3D打印則沒有浪費。

在高精尖的武器裝備制造領域，3D打印的表現又如何呢？目前，3D打印技術已經被大量應用于美軍武器裝備的研發之中，除了能夠提升武器裝備的研發速度外，還能大幅降低武器裝備的造價成本和生產周期。如美國F-15研發花了6年，F-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打印技術及其他信息技術，最快只需3年的時間就能研制出一款新戰斗機。美軍已應用3D打印技術輔助制造導彈用彈出式點火器模型，并取得了良好的效果。美國GE航空已應用3D打印技術制造終極噴氣發動機，并將所有的專門技術應用于下一代的軍用發動機上，能夠自動地將高推力模式轉換到高效率模式。2013年1月7日，美國陸軍快速裝備部隊（REF）將其第2個移動遠征實驗室部署到了戰區。該實驗室集成多項新式技術，其中一項就是可以通過使用3D打印機和計算機數字控制（CNC）設備將鋁、塑料和鋼材生產加工成所需零部件。

能“打印”什么裝備？

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

一家美國公司利用3D打印技術，成功造出AR-15半自動步槍的彈匣及其他部件。不久后，這家公司又在互聯網上公布，首款名為“解放者”的3D打印手槍試射成功。據報道，這款3D金屬手槍，已經成功發射了50發子彈，且多次擊中30公尺外的靶心。公司還使用了包括激光燒結和研磨金屬等多種技術，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（WSU）研究人員演示了如何利用3D打印設備和月球上類似材料來制造零件。作為華盛頓州立大學機械和材料工程學院教授的阿米特·班德亞帕德耶和蘇蜜塔·布茲，是3D打印領域的知名研究人員。這兩位教授目前所做的項目，是一項利用3D打印技術為小型研究衛星制造金屬和陶瓷組件的探索性項目。這種小型研究衛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動機。采用3D打印技術，零件也能夠比傳統制造技術更容易修改。

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

據報道，英國航天系統公司宣布，一架裝配3D打印金屬零件的旋風式戰斗機試飛成功。英國航天系統公司說，該戰機部分零件造價不到100英鎊，未來每年有可能為公司省下數十萬英鎊。這架飛機的3D打印組件包括駕駛艙無線電的防護罩、起落架防護裝置及進氣口支架。該公司希望利用3D打印技術提高飛機零部件制造效率，同時降低成本。飛機使用的3D打印部件主要包括駕駛艙無線電防護裝置、飛機起落裝置等，這些部件均在英國皇家空軍一個軍事基地生產和組裝。