当下制造技术大致可分为三种:减材制造、等材制造和减材制造。减材制造的典型代表就是常见的切削加工,如车削、铣削等,它是指利用刀具或电化学的方法,去除不需要的材料,剩下的部分即是所需要的产品。对于等材制造,其典型代表则是注塑、铸造等,是指利用模具控形,将液体或固体材料变为所需要的产品。近30年发展起来的3D打印技术,则是增材制造的典型代表,它是用材料逐层累积制造物体的方法。
增材制造是相对于自古以来传统的加工制造方法而言的,减材制造是传统的金属切削加工是用刀具从工件上切除多余材料,从而获得形状、尺寸精度及表面质量等合乎要求的零件的加工过程。 而增材制造技术是采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术,相对于传统的材料去除、切削加工技术,是一种“自下而上”的制造方法。增材制造的原理可以总结为将传统的减材制造变为立体打印,将复杂的三维实体变为二维平面,而无论多么复杂的三维实体经过二维切片后都会变得很容易制造,从而降低了零件制造的复杂程度。
增材制造不仅可以降低零件的制造难度,用简单的方法加工出任意复杂的零件,还可以降低产品的装配难度。利用增材制造的方法还可以直接将复杂的装配体直接制造出,如直接打印链条。这在传统的加工方法中是无法完成的。
增材制造技术发展非常迅速,在航空、航天、航海、兵器、医疗、汽车、工业等领域发展前景广阔,被誉为“第三次工业革命”的核心技术。
新产品的快速开发方面,一些非常复杂的新产品开发周期非常长,比如航空发动机的涡轮叶片,设计好之后测试,一次技术迭代的时间是一年,而现在3D打印一周就可以提供测试的叶片,就把技术迭代的时间从一年变成一周。
传统技术难以制造的零件方面,整体化超复杂结构。比如发动机燃油喷嘴,以前是20多个零件组合在一起,而现在使用了3D打印以后就一个零件,减重了五分之一,寿命延长了5倍。