欧美国家 3D 打印产业起步于上世纪 80 年代，其他地区则普遍起步于 20 世纪 90 年代中 后期。中国在技术方面起步并不算晚，但在产业化方面相对落后。根据沃勒斯全球 3D 打印细分产业调查结果显示，2019 年，3D 打印设备实现 52.97 亿美元产值，占比 44.3%，为三项产业占比最大。其次是 3D 打印服务与 3D 打印材料，分别占 31.6%与 24.1%。产业化方面，美国和欧洲在产业化方面优势明显，3D 打印产业链中多为欧美企业。2019年，美国以 34.4%份额占据全球 3D 打印设备数量首位，而中国以 10.8%位居其次。日本、 德国紧跟其后，分别占据 9.3%与 8.2%。

全球 3D 打印产业区域结构占比显示，目前美国以 40.40%的比例占据 3D 打印行业的主导地位，第二位为德国，占 22.5%的市场份额。中国在全球 3D 打印产业中占 18.6%，大约是美国的一半。日本和英国占据全球 3D 打印市场的比例大于 5%，位居中国之后。

3D 打印技术自上个世纪九十年代传入我国，首先在各高校、科研机构展开初步研究。清华大学激光快速成形中心、西安交通大学先进制造技术研究所、华中科技大学快速制造中心等科研机构在增材制造技术的成形设备、工艺原理、数据处理软件、分层算法、扫描路径及加工材料等方面取得了重大进展。进入 2000 年，我国自研 3D 打印技术相对成熟后，初步实现 3D 打印设备的工业化。在国家和地方的支持下，全国建立了 20 多个增材制造服务中心，用户遍布医疗、航空航天、汽车、军工、模具、电子电器、造船等行业。

2015 年以后，我国增材制造产业在“中国制造”引导下迎来高速发展契机，《中国制造2025》、《十三五规划》、《智能制造发展规划（2016-2020 年）》、《增材制造产业发展行动计划（2017-2020 年》等一系列产业政策描绘了增材制造行业的发展路线图，并相继成立了基于企业、科研机构及高等院校合作的研究中心和技术联盟，有力地促进了这一技术在各领域的应用。

《中国制造 2025》、《十三五规划》

在"《中国制造 2025》重点领域技术路线图"从高档数控机床和机器人发展战略、新材料发展战略、生物医药及高性能医疗器械发展战略三处对增材制造的重点发展方向做出了具体规划。《十三五规划》指出，“十三五”期间重点突破钛合金、高强合金钢、高温合金、耐高温高强度工程塑料等增材制造专用材料。搭建增材制造工艺技术研发平台，提升工艺技术水平。研制推广使用激光、电子束、离子束及其他能源驱动的主流增材制造工艺装备。加快研制高功率光纤激光器、扫描振镜、动态聚焦镜及高性能电子枪等配套核心器件和嵌入式软件系统，提升软硬件协同创新能力，建立增材制造标准体系。在航空航天、医疗器械、交通设备、文化创意、个性化制造等领域大力推动增材制造技术应用，加快发展增材制造服务业。

《国家增材制造产业发展推进计划（2015-2016 年）》

到 2016 年，初步建立较为完善的增材制造产业体系。着力突破增材制造专用材料，加快提升增材制造工艺技术水平，研制和推广一批具有自主知识产权的增材制造装备，建立和完善产业标准体系。

《增材制造产业发展行动计划（2017-2020 年）》

提升增材制造专用材料质量，尤其是在球形金属粉末研制方面；提升增材制造装备、核心器件及软件质量。推进增材制造在医疗、文创、教育、互联网等领域的规模化应用。健全增材制造计量体系、标准制造体系。

《工业强基工程实施指南（2016-2020 年）》

选择“高性能难熔难加工合金大型复杂构件增材制造（3D 打印）”等 6 条龙开展相关工作 《增材制造标准领航行动计划(2020-2022 年)提出到 2022 年，立足国情、对接国际的增材制造新型标准体系基本建立。《行动计划》对我国3D 打印产业进行指导，预计 3D 打印产业年均增速在 25%以上，2020 年增材制造产业销售收入超过 200 亿元

中国又一项顶尖技术铸造精密3D打印数控机床问世，重要性不亚于光刻机，将会带动我国的工业发展，推动和加快进程，我国明令禁止出口任何国家。

精密3D打印数控机床，属于高端精密仪器，建造工艺非常复杂，要求的精度非常高，技术要求非常高，能够克服重重困难研发成功并且合格生产出来，投入使用，已经创造了奇迹。

现在我国技术人员和科研团队，终于成功打造出机床和3D打印技术完美融合的精密数控机床，以前在图纸上细小的零部件，如今能够按照规格和数据，严丝合缝地打印出来。

我国国产大飞机的建造过程中，就使用到了3D打印技术和精密数控机床，上万个零部件都按照精准的尺寸和设计打印出来，完美地呈现出研发中的思路和最好的效果，这个技术大大缩短了原本需要在车间试错和打磨的时间，为科研和建造都节约了大幅的成本，提高了非常明显的效率，也节约了建造模具的成本和时间，这种飞跃和进步是非常令人震惊的。

精密数控机床不仅仅是应用于细小的部件，建造飞机，还能为军工武器的研发建造贡献重要的力量。需要高度保密的军用研发产品，在设计和改进过程中，如果使用了精密数控机床，不仅能尽快呈现出样机和原型器械的全貌，尽快试用功能和威力，还能够为国家进行高度的保密，提高国防安全。

我国发明的精密3D打印数控机床，在某些功能方面赶超了西方国家的同类产品，能够把铸造，锻造，清洗和消除都集中到一台机床上来完成，并且依靠3D打印机床技术，实现任何设计图到产品的跨越，因为非常重要，我国将其列入明令禁止出口的产品目录，国外就算出高价都无法求购，我国是不会同意转让任何国家的。

来源于网摘

近年，3D打印技术具有降低成本、提高生产效率、提高零件可靠性和稳定性等优势不断深入发展，其创新和应用领域快速扩展，继续保持快速发展势头。尤其是工业级3D打印机，自2016年起，工业级3D打印机的销售量比2015年增长9%。

受益于国际3D打印机市场的热销，我国也积极开发相关技术，不断提高3D打印机的生产技术水平。3D打印技术已快速进入工业级时代，并在航天航空等领域应用的商业价值日益显现，对于解决有关材料短缺，减少零件数量，提高零件可靠性等方面具有十分重要意义。

不久前，南京一“00后”大学生利用3D打印技术，熔融挤出成型打印火箭主体结构零件，自制第三代反推回收火箭模型，有效地拓宽了零件设计可能性，大大降低了制作成本，工件制作方便、快捷。国外某企业的火箭大规模采用了3D打印技术，既减少了传统火箭制作中零件数量，又提高零件可靠性、稳定性，大大提高其利润空间。

此外，3D打印技术还助力成功实现中国液氧煤油火箭百米级垂直回收。据悉，2021年7月，深蓝航天成功实现中国首例液氧煤油火箭垂直回收试验“蚱蜢跳”，10月再次成功实现中国首例液氧煤油火箭百米级垂直回收试验，两次试验所使用的发动机均使用3D打印技术制作而成。3D打印的火箭发动机不但提高产品的质量稳定性、一致性，而且缩短产品研制周期，使产品研制总成本更具竞争力。

从整体上来看，相比国外较早融入3D打印机的研发队伍的国家来说，国内从80年代开始研究和开发3D打印技术，目前3D打印机的生产制造仍面临生产工艺不成熟、材料质量和利用率限制、价格昂贵等问题，并且缺乏核心技术和尖端人才是制约我国3D打印机产业发展的重要因素。因此，相关企业还要加大研发力度，引进技术人才，加强技术攻关等，打破产业发展壁垒，推动国内3D打印技术整体水平的提升。

3D打印虽然作为增材制造的一种方式，只是食品、建筑、航天航空等加工制造业中的一部分，但它不能完全取代传统的减材制造或者等材制造。不过， 3D打印技术确实可以减少零件数量，显著缩短产品制造流程，提高制造效率和提高产品质量稳定性，降低成本等，加速航天航空等产品设计-制造-设计的迭代速度。

近日,南京“00后”大学生又火了。他利用3D打印技术,自制第三代反推回收火箭,话题迅速冲上了热搜。这位叫刘上的大学生,来自湖南常德,是南京航空航天大学大三学生,就读于航天学院航空航天工程专业。

今年2月下旬,刘上成功发射这枚自制火箭,并用视频记录下火箭制作和发射的全过程。火箭矗立在空旷的黄土地上,点火,升空,尾烟四射,火箭顺利升空。

2020年疫情期间上网课之余,刘上开始研制火箭,耗时半年完成第一代回收火箭。火箭主体结构零件是3D打印出来的。8月6日,刘上成功发射这枚可回收固体火箭, 刘上将记录火箭发射的视频上传到抖音等平台,吸引上千万网友围观,单支视频获赞超过38万,火遍全网。

2021年2月,刘上完成对第一代火箭的改良,进行了第二次试验,再次发射成功。

如今,刘上自制的回收火箭已经升级到第三代。相对于之前,飞控系统有了比较大的升级和改进,火箭所使用的材料也有了升级。在之前的姿态控制基础上,刘上加入了导航算法,能够对火箭的三维飞行速度及位置进行实时测量与更新,并能通过数传系统将火箭的飞行数据实时发送到地面并显示出来。

在最新的一条抖音视频里,刘上记录了热成像视角下,熔融挤出成型(FDM)3D打印的过程。刘上在采访中表示，这项技术有许多好处,“拓宽了零件设计可能性,大大降低了制作成本,工件制作快捷。”

刘上最终目标是结合3D打印等技术,研制出可以“送快递”的火箭。装载着货物的火箭“快递员”会精准地射向目的地,并在到达后通过减速发动机安全软着陆。

同时希望将来继续在相关领域进行深造,逐步专业化、深入化。成为整个航天事业的一员,能为国家的航天、科研、国防事业做出自己的贡献。

中国3D打印技术正朝着高精尖方向发展,给航天航空行业带来变革。中国工程院院士、金属3D打印专家王华明院士说过：未来一切皆可轻松打印。

在3D打印之前，很多的厂家使用传统的手工雕刻蜡或者服务机构来构建昂贵的原型。手工雕刻的蜡很难管理，需要大量的技巧才能使形状大致对称。很多的厂家发现，其他珠宝商也开始使用CAD和3D打印，在意识到它的好处和它未来的前景后，很多的厂家于2015年6月购买了一个Formlabs品牌的机器和材料，开始接受了3D。

cDLM专属失蜡铸造打印材料

Easy Cast 2.0C

这一材料是专门用于在EnvisionTEC的专利cDLM打印机上的打印材料。由于cDLM技术在打印过程中几乎没有分离过程，所以此材料在配方中允许90%的液体蜡含量。因此，Easy Cast2.0 C打印材料具有与注射纯蜡材料非常接近的烧蚀特性，非常适合直接失蜡铸造流程。

Q-View(快速验证打印材料)

EnvisionTEC 's quick building Q-View resin用于提供快速设计验证模型的打印。这一令人兴奋的材料能够在十几分钟之内打印出珠宝模型，这使得设计师可以在记录时间内将他们的定制设计作品放入客户手中，以进行最终的匹配和设计验证。它也可以作为一个初模，最为硅胶翻模过程中的高分辨率模具。

数字化是未来的发展方向，它首先是更快，其次是为客户提供更好的服务。数字化使他能够快速地将他与客户讨论过的手绘概念设计转移到CAD中。然后，使用3D打印机，他可以快速生产原型供客户查看。一旦他们满意，最终的设计便可以打印出来，并送去打磨房。打磨后，很多的厂家把珠宝模型擦得如镜般熠熠夺目，紧接着固定好进行抛光，最后展示给众人。

很多的厂家现在用传统方法和他之前的3D打印机生产戒指、吊坠和其他珠宝。Vida cDLM提供了一个大的打印范围，使生产大型工件(如手镯)成为可能。除了其非凡的速度，Vida cDLM还做出了现今市场上最好的表面光洁度。EnvisionTEC能结合3D打印机和一系列专有材料，这无疑增长了很多的厂家的竞争优势。

1、原型制作，这是3D打印最初的应用，也是目前3D打印最大的应用。通过3D打印制作各种原型件，用来验证设计。由于原型的制作量一般比较少，因此与开模制造相比，3D打印具有成本低、制造速度快的优势。

2、成品制造，直接用3D打印制造成品。由于目前的3D打印还没有大批量生产的能力，只能在小批量的生产领域应用。像珠宝首饰、汽车改装配件、超级跑车的零件、定制礼品等。

3、医疗，主要有两大类：一是3D打印各种人体器官的模型，这种模型用途又可以分为两类：（1）、手术预演，3D打印出患者需要动手术的器官模型，让医生们能够在手术前进行一次模拟手术。（2）、药品研发时的实验，打印出模拟人体器官结构的模型，进行药物实验（小白鼠应该会开心）。二是3D打印植入物，主要是各种支架。3D打印的支架一般都是按需要设置结构（多为镂空结构），让细胞沿着支架生长，修复受损部位。至于直接3D打印人体器官，代替原来的器官，这个技术还没有成熟。

4、影视道具，目前很多影视作品、舞台剧，包括我们中国传统的戏剧都在使用3D打印制作道具。产业规模不断扩大，很多工作室都引入了3D打印技术。

5、教育，目前很多学校都开始引入3D打印，培养学生们的创新能力。

6、个人，这里说得个人主要以创客为主，他们会DIY各种东西，经常会用到3D打印，打印的东西也是稀奇古怪，包罗万象。

 增材制造俗称3D打印，融合了计算机辅助设计、材料加工与成型技术、以数字模型文件为基础，通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料，按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物品的制造技术。3D打印技术作为颠覆性创新技术被国际制造业广泛关注。近日，中国3d打印领军人物，中国工程院院士、西安交通大学教授、国家增材制造创新中心主任卢秉恒卢院士在CCTV-2财经频道的《中国经济大讲堂》分享了《3D打印如何突破高端制造的瓶颈？》

　　3D打印的优势

   优势一：让高端制造省钱又省力

　　航天航空材料非常珍贵，设计师在做轻量化设计时可以设计出来，但是用传统加工方式，80%-90%的材料被浪费掉了。利用3D打印技术可做到节省材料，更容易实现设计师的轻量化目的。

　　优势二：制造复杂精密设备手到擒来

　　卢院士用GE公司的喷油嘴举例，传统工艺由20多个精密零部件组装而成。通过3D打印技术将喷油嘴一体打印，结果性能、寿命均有所提升。

　　优势三：让产品开发简单快捷 

　　3D打印技术可定制化生产，火箭、飞机上的很多零件已经应用3D打印技术，如天问号就有上百个零件是3D打印生产的。

　　优势四：“万物”皆可打印

　　3D打印技术适用材料广泛，包括塑料、树脂、尼龙、钛合金、铝合金等金属材料、非金属材料及复合材料。同时金属材料通过3D打印成型的零件在多个性能方面领先于铸造，几乎和锻件差不多。

　　3D打印补短板

　　3D打印补短板之一：加快实现创新研发；

　　3D打印补短板之二：加速高端装备的开发更迭；

　　3D打印补短板之三：提高战略性新兴产业竞争力； 

　　3D打印补短板之四：为个性化定制提供解决方案。 

　　成为各国竞争焦点

　　美国人从奥巴马时期便高度重视3D打印技术，为了保持自身的领先优势，还将增材制造列为对我国禁运的技术。因此卢院士鼓励国内企业要努力发展自己的技术，去支持我国高端制造业。同时，卢院士表示3D打印作为数字化制造的代表，不是要取代某些技术，而是要结合优质制造技术实现技术互补，才能更好的为制造业服务。

　　为高端制造业创造竞争优势

　　一.3D打印让我国大型飞机承载结构设计感超国外；

　　二.自主研发核心技术避免“卡脖子”的风险；

　　三.从小到大，不断突破制造极限；

　　四.增减结合让产品更优质；

　　五.3D打印让制造业迎来新时代；

　　六.助力企业走出创新的“死亡之谷”。

据西班牙《经济学家报》消息，新一代Racer直升机的零部件已经在空中客车直升机公司，位于法国马里尼亚讷的工厂中准备就绪。今年将进行最后组装并投入随后的飞行活动。这些部件包括3D打印的铝、钛和塑料天线以及摄像头的支架等。这是首次在空客直升机上安装利用增材制造技术生产的元件，该项技术主要由位于西班牙安达卢西亚的西班牙航空航天技术高级研究中心（CATEC）负责研发。

       熔融挤出式3D打印制造，或FFF，是目前应用最广泛的3D打印技术。该工艺的低成本和易用性使其适用于全球各个角落的业余爱好者制造商，同时它也在专业和工业环境中具有广泛的应用。例如，汽车行业已经利用FFF 3D打印机来处理从原型和最终用途零件到制造工具和备件的所有产品。不幸的是，FFF部件往往强度相对较低 - 即使是在高性能3D打印机上制造的部件也是如此。解决这个问题的一种方法是使用纤维增强材料，这可以分为两种不同的类型：短切纤维和连续纤维。短切纤维很短，只需填充材料基质，无需任何指定的方向，而连续纤维则沿着特定平面从零件的一端延伸到另一端。前者更容易实现，但会带来诸如喷嘴堵塞和零件强度不足等问题。后者虽然更难实现，但会产生更高强度的3D打印部件，其强度可能比未增强的对应物强数十倍。

       伊朗聚合物和石化研究所的研究人员正在深入研究玻璃纤维增强3D打印线材的机械性能，以实现更强的复合材料。该团队准备了基于ABS的复合线材，进行拉伸，弯曲和扭转测试，以评估所得3D打印部件的机械行为。根据该研究论文，这是第一项显示ABS重量百分比对3D打印连续纤维增强复合材料部件机械性能影响的研究，为改进材料配方铺平了道路。

       首先，研究小组准备了四种不同的连续玻璃纤维增强ABS配方（ABS重量为2%，10%，20%和30%）。每个复合长丝都用于3D打印测试样品部件，然后通过拉伸，三点弯曲和层间剪切强度测试对其进行评估。  

       结果表明，复合材料的抗拉强度值分别为89、91、91和94MPa。正如预期的那样，所有四个值都明显高于整齐的ABS，后者仅为28MPa。事实上，力学试验结果还表明，与基础ABS相比，所有玻璃纤维增强复合材料在拉伸、三点弯曲和扭转试验中的强度和模量都有所提高。因此，研究小组得出结论，应使用ABS的最小重量百分比（2%）来实现玻璃纤维增强复合材料的最大机械性能。该研究的更多细节可以在题为"3D打印连续玻璃丝束预紧增强复合材料的力学性能的实验和数值研究"的论文中找到。

       纤维增强长丝对于实现某些高性能3D打印应用至关重要。最近，麦吉尔大学和瑞尔森大学的工程师设法将风力涡轮机废料转化为坚固的增强型PLA 3D打印材料。使用机械研磨和热解的混合物，该团队能够将现已停产的风力涡轮机叶片回收成细纤维粉末，其强度和刚度高于原始玻璃纤维。在其他地方，复合材料3D打印技术的开发商Continuous Composites从国防部获得了75万美元的合同，用于3D打印多功能复合材料机翼结构，用于可消耗（低成本，一次性）无人驾驶飞机。

日前，宾利汽车对外公布了一份300万英镑的投资细节，该投资将使位于英国克鲁公司总部的Additive Manufacturing (AM)产能翻倍。信息显示，宾利汽车3D打印的零部件在2021年的生产量超过了1.5万个。

据悉，宾利通过3D打印制造了相应的气动风洞模型、辅助工具以及防疫面罩。同时，其还生产了宾利派克峰车型上的重要零部件。

安装最先进的AM设备后，可以在零配件成本上节约50%，通过24小时不间断的工作，该设备可生产超过25种不同材料的数千个零部件。目前，宾利的员工正在接受AM的相关培训，以确保高效、安全的进行生产作业。

3D 打印，也称为增材制造，是一种使用计算机创建的设计逐层创建三维对象的方法。它是一种增材制造工艺，通过这种工艺，可以构建材料层以创建 3D 零件。相比于减材制造工艺，从更大的材料块中切割出最终设计，3D 打印减少了材料浪费。

3D打印材料种类繁多，包括 丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS）等 热塑性塑料、金属（包括粉末）、 树脂 和 陶瓷。最早的 3D 打印制造设备是由名古屋市工业研究所的 Hideo Kodama 开发的，当时他发明了两种用于制造 3D 模型的增材制造方法。

在 Ralf Baker 在 1920 年代制作装饰品的工作（专利 US423647A）的基础上，Hideo Kodama 在激光固化树脂快速成型方面的早期工作于 1981 年完成。他的发明在接下来的三十年中得到了扩展，并于 1984 年引入了立体光刻技术.。3D Systems 的 Chuck Hull 在 1987 年发明了第一台 3D 打印机，它使用了立体光刻工艺。紧随其后的是选择性激光烧结和选择性激光熔化等发展。其他昂贵的 3D 打印系统是在 1990 年代至 2000 年代开发的，尽管这些系统的成本在 2009 年专利到期时急剧下降，从而为更多用户开放了该技术。

3D打印技术分为三大类；烧结、熔化和立体光刻。烧结 是一种将材料加热但未达到熔化点的技术，以制造高分辨率物品。金属粉末用于直接金属激光烧结，而热塑性粉末用于选择性激光烧结。

3D打印的熔化方法包括粉末床熔化、电子束熔化和直接能量沉积，这些方法使用激光、电弧或电子束通过在高温下将材料熔化在一起来打印物体。立体平版印刷术 利用光聚合来制造零件。该技术使用正确的光源以选择性的方式与材料相互作用，以固化和固化薄层中的物体横截面。

来源：破壳科普社

全球化经济的今天，3D打印领域也因这次的军事冲突有所影响。目前，最明显的就是部分3D打印企业公开发起了对俄罗斯的抵制。这其中就包括3D打印行业中的德国EOS金属3D打印公司。

2月28日，EOS宣布，它将停止与俄罗斯客户的任何业务以支持乌克兰的民主 ，公司首席执行官Marie Langer在她的LinkedIn页面上宣布了这一消息：

“过去的这个周末让我对乌克兰和世界的悲惨局势深感担忧。普京和他的支持者正在入侵一个民主国家，并且正在杀害那些捍卫自己民主权利的人。这就是为什么我们EOS周五决定停止与俄罗斯客户的任何业务，并且只会在人道主义或医疗应用的明确情况下例外。虽然这将对我们的业务产生影响，但现在这无关紧要！重要的是捍卫我们的民主信念并采取相应的行动。我相信许多俄罗斯公民也不想要这场战争。对我们来说，必须划清界限并向普京表明我们不支持他的政治。我向你们中那些有朋友和家人直接受到这场战争影响的人表示最深切的同情。让我们都向政治和商业决策者发出声音，让他们做正确的事。让我们一起为和平和繁荣的未来而战！”

同时，波兰Zortrax SA决定退出与俄罗斯Rusatom – Additive Technologies (RusAT) 的进一步谈判，RusAT提出以高达6500万美元的投资换取Zortrax SA不到50%的股份。这意味着正在谈判的投资协议将不会签署，也不会生效。

同时，包括Desktop Metal、通快在内的多家3D打印公司宣布将通过捐赠的方式支持乌克兰，而惠普以最近的财报电话会议为契机，宣布该公司将“遵守”美国政府最近批准的制裁措施。该公司已暂停向俄罗斯发货，并呼吁“恢复该地区的和平与稳定”。

截至目前，以美国为首的西方国家，已发布对俄罗斯最严厉的经济制裁，包括将俄罗斯从SWIFT中剔除。随着乌俄冲突的持续，和受各国政治态度的影响，3D打印行业在俄罗斯的业务将会受到更大的负面影响。

英国的Vital Auto是一家工业设计工作室，在汽车设计方面具有非常专业的知识积累。沃尔沃、日产、莲花、迈凯轮、吉利、TATA等等汽车制造商都是他们的客户。

一般情况下，5-30人的团队需要3-12个月的时间，可以完成从设计到打造出展示车的工作。在打造展示车时，会采用手工粘土和铣削零件这样的传统工艺。期间大概需要经历十几次核心迭代，更是有大量的零部件需要迭代。

为了加快开发进度，提升零件制造能力，Vital从第一天起就使用了3D打印技术。这也让他们受益匪浅。

比如空调通风口，因为很多客户的通风口都是专利产品，要将固定形状的通风口加入到内饰面板中，会增加设计难度。Vital往往会使用3D扫描技术和3D打印技术，复制通风口的外壳，将其加入到内饰面板中。另外3D打印比较多的部件就是各种开关，不仅功能正确，还能在实际环境中使用。

汽车应用的门封条是另一个生产成本高得惊人的部件。除了挤压成型外，根本没有其他方法来生产它们。这不仅需要非常大的模具成本，而且还需要很长的交货时间。而采用3D打印后，一个晚上就能3D打印出门封条，价格也非常便宜，因此可以测试各种几何形状。有时候，他们甚至能用不同的材料来3D打印同一个部件，提升测试效率。

在汽车设计中，3D打印不仅有助于更快地创造更好的产品，而且还能吸引新的业务。他们发现，他们的许多客户转向他们，因为他们想获得最新的技术，他们想让他们的部件使用最新的尖端材料制造。

到目前为止，3D打印在汽车行业的应用主要集中在制作原型样件，生产定制零件，小批量生产需求数量少的零件等几个方面，在大批量生产零件方面，3D打印还无法胜任。

德国的弗劳恩霍夫协会的IAPT团队为了改变这一局面，一直在应用层面对3D打印进行研究。现在，他们3D打印的一个车门铰链部件，已经可以做得比传统的铣削铰链部件成本低50%，重量轻35%。

下面就来看看IAPT团队做了哪些工作：

1、通过激进的设计方法，重新设计了这个车门铰链部件。

2、使用零件分析和筛选工具3D Spark对新的设计方案做了分析和优化。

3、对比铰链部件在构建平台上不同打印方向的打印效果，寻找最理想的打印位置。大约节约费用15%。

4、对铰链部件进行拓扑优化，使其重量减少了35%，又节约了20%的费用。

5、通过计算，减少支撑结构，进一步减少重量，大约节约费用10%。

6、使用一种新的粉末，大约节约费用10%。

7、采用更高的层厚，并优化其他打印参数，减少打印时间，虽然会牺牲一部分的零件质量（仍优于铸造零件的质量），但可以降低成本约15%

8、通过排版，尽可能的一次打印更多的零部件，提升3D打印机的使用率，降低成本约10%。

总的来说，新零件比没有经过优化的直接3D打印零件便宜80%。在这80%中，45%的收益来自于支撑和定位，而其余的则来自于材料和工艺优化。

IAPT团队表示，采用这样的方法，来小批量生产一些汽车零件已经完全可能。尤其是汽车内饰的一些部件，可以实现定制化小批量生产，让消费者具有更多的选择。不过要在大批量生产时，实现经济效益，对于现在的3D打印来说还不太可能。他们评估的值是5000，当需要的零件超过5000个时，他们的这种3D打印方法也会失去效果。但不管怎么说，也是向批量3D打印汽车零件迈进了一大步。

当然，他们的这项研究成果也不是没有用武之地。一些年产量2500-5000量的汽车，正在评估3D打印零件的效益。像玛莎拉蒂的新款MC20，就会使用一部分3D打印的零件。

近日，保时捷使用3D打印技术生产出了首个完整的电动驱动器外壳，使用附加激光熔融工艺生产的发动机变速箱单元通过了所有质量和压力测试，并且没有任何问题。这证明了3D打印技术的所有优势，也适用于电动跑车中较大的高应力零部件，优化的电驱动器可以用于限量版超级跑车中。

3D打印制造的合金外壳比传统铸造件更轻巧，并将驱动器的总重量减少了约百分之十。由于只有3D打印才有可能实现特殊结构，因此在高应力区域中的刚性提高了一倍。3D打印的另一个优点是可以集成许多功能和部件。这大大减少了组装工作，直接提高了零件质量。

3D打印为小批量零件的开发和制造带来了新的机遇。保时捷正在大力推动使用3D打印来优化高应力零件。几个月前，新型活塞在911 GT2 RS高性能跑车中得到了成功证明。现在开发的用于完整电驱动的壳体也满足了高质量要求。在与电动机相同的外壳中，集成了两速变速箱。这种高度集成的方法设计用于跑车的前轴。

保时捷开发部项目经理表示，没有其他制造工艺可以提供像3D打印一样多的可能性和如此快速的实现。设计数据可以直接从计算机传送到打印机，而无需诸如模具制造的中间步骤。然后由铝合金粉末逐层创建零件，这样就可以制造几乎任何几何形状的形状，例如带有集成冷却通道的外壳。驱动器壳体采用激光金属熔合工艺（LMF），由高纯度金属粉末制成。

3D打印所提供的扩展设计自由度也与特定的设计要求密切相关。其中包括工程师必须考虑到工件是通过熔合逐层生产的这一事实。如果形状中有大的突出物，则可能需要规划支撑构件。在设计阶段就必须考虑层的构建方向。由于机器技术限制，打印第一个原型需要几天的时间，而且由于构件尺寸的原因，不得不分两个建造过程进行。使用最新一代的机器，这一时间可以减少90%，而且整个外壳可以在一个建造过程中制造出来。

由于功能的集成和拓扑的优化，外壳部件的重量减少了约40％。由于采用了轻质结构，因此整个驱动器的重量节省了约百分之十。同时，刚性显着增加。尽管零件壁厚仅为1.5毫米，但由于采用了晶格结构，电动机和变速箱之间的刚度提高了一倍。蜂窝状结构减少了薄壳体壁的振动，从而整体上显着改善了驱动器的噪音。零件的集成使驱动器单元更加紧凑，显着改善了驱动器外壳，并减少了约40个组装步骤。这相当于减少了大约20分钟的生产时间。另一个好处是：变速箱热交换器与优化的热传导集成在一起，可以改善整个驱动装置的冷却。这是进一步提高性能的基本要求。

在未来的产品创新中，使用3D打印工艺生产的外壳再次显示了保时捷3D打印技术的潜力。在流程创新（快速开发和灵活生产）以及新业务领域（例如为零件提供新产品的定制）中也存在潜力。对于保时捷来说，特别适合应用到特殊系列、小批量系列以及赛车运动，这种制造技术在技术上和成本上都有优势。

3D打印已经风靡全球，不过它究竟是如何工作的呢?它的原理与普通打印机非常相似，但是有些小小的不同。首先，不同于传统打印机使用墨盒的方式。3D打印机用比如塑料、橡胶或者金属之类的材料作为代替。然后，你打印的不是无聊的文本文档而是你刚刚通过电脑设计的超酷真实模型。

现在，你可以为自己买一台3D打印机，并通过三维设计软件设计复杂的三维模型。但如果你并不擅长操作任何建模软件，或者3D打印机。你也可以在网上购买3D模型，例如:玩偶、手链，手机壳，将它们发送到附近的3D打印中心，选择材料，然后就能得到属于你独一无二的打印成品。

在医学界，他们正在利用生物材料开发具有特殊用途的打印机。他们在这里打印心脏膜，耳朵、骨头、皮肤。甚至打印了一个存活了三个月的人类的肾脏，这太令人惊讶了。

神奇的还在后头，现在又开发了一款打印机，可以在太空中打印，并计划在月球上打印一个基地，一个月面基地。

不过，3D打印能打印的最酷的东西是一台新的3D打印机。

作为工业4.0时代新兴的技术，3D打印一直作为一类高新技术被束之高阁，似乎与普罗大众有着强烈的代沟，但是近些年随着一批90后和00后逐渐走上时代的新舞台，个性化逐渐被提上了议程，越来越多创意产品成为现在年轻人追逐的新风尚，在这个时代背景下，3D打印作为能够有着高度定制化的产品，逐渐开始走入普通人的生活，为每个人定制独特的产品，但是在早期市场相对打印成本较高，走入寻常百姓家看似还有距离

  通常的定制，由于繁琐的过程步骤，成本很高，常常使普通大众望而却步。而3D打印技术具有按需制造、减少废弃副产品、材料多种组合、精确实体复制、便携制造等多种优势。这些优势可以降低约50%制造费用，缩短加工周期70%，实现设计制造一体化和复杂制造，不仅不会增加额外成本，反而大大降低生产成本，让人人拥有消费级的定制产品将不再是梦。

    另外，3D打印技术的个性化、复杂化、高难度、制作快速的特点，在制作生产过程中更加柔性化的同时，还能够满足消费者多元化需求，提供高效便捷的个性化定制服务。同时，消费者也可以参与到产品设计的环节，增加了对购买的依恋感，从而提高客户的满意度。

    瞬息万变的信息技术不断颠覆着我们传统的商业模式，生活模式以及生产方式。可以预见，未来10年左右，在智能制造的大背景下，3D打印技术将与物联网技术，大数据技术，云计算技术，机器人技术等众多先进技术充分融合，成为若干智能制造平台上的某个部分。个性化定制将成为一种常态，各种生产要素与资源要素的整合将上升到一个新的高度。

    未来智造3D打印相信，3D打印作为新兴技术的配套将在未来成为一个非常有前景的行业，普通人通过AR或VR设备，能够在虚拟环境下设计并制作自己的产品，并通过3D打印将其完美实现，而3D打印也将成为实现这些独特创想的加工方式，与传统行业相结合，提供更加完备的定制化产品。

很长一段时间以来，航空领域都是3D打印应用的第一领域（目前已经被汽车领域超越）。如今在航空领域轻量化发展的趋势下，3D打印的应用也是越来越广泛。很多飞机零部件正在转向通过3D打印来制造。下面就来盘点一些3D打印在航空领域的应用案例。

XB-1超音速飞机

XB-1是Boom Supersonic公司于2020年底推出的一款超音速飞机，其飞行速度可以和目前已经停用的协和式飞机媲美（少数投入超音速客机）。XB-1一经推出，就吸引了业界的目光，一来是目前超音速商用客机并不多，二来它大量启用了3D打印的零部件，整机一共使用了21个3D打印的钛合金零部件，应用于发动机和环境控制系统。

直升机门把手

英国3D打印公司雷尼绍、航空公司Hyde Aero Products(HAP)和英国国家快速成型制造中心(NCAM)合作的一个项目，为两架二类直升机3D打印了门把手。这是HAP首次尝试金属3D打印飞机部件，其目的是考察3D打印飞机零件是否是个可行的、具有成本效益的解决方案。

跑道垫是空军在远征时使用的一种辅助设备。通过跑道垫，可以在平坦的地面上铺设一个临时的起飞降落跑道，提升飞机的战斗距离。印第安纳技术和制造公司和普渡大学的教授Pablo Zavattieri合作，开发了一种3D打印的跑道垫，内部采用了蜂窝结构，具有拼接便捷，轻量化，拼接缝隙小，牢固耐用等优点。

私人飞机的机舱零部件

Cabin Management Solutions（CMS）是一家从事飞机维护、维修的公司，服务对象主要为私人飞机。在维护飞机的过程中，CMS发现很多零件都已经停产。为了解决这个问题，他们启用了3D打印技术。目前他们已经3D打印了100多种零件，比如开关面板、温度控制器面板、按钮等等。使用的材料为阻燃微碳纤维填充尼龙，并通过了FAA标准部件的认证。

战斗机舱门

瑞典航空航天萨博有多年3D打印飞机零部件的经验。去年，他们尝试将3D打印应用于飞机的维修。萨博发现，战斗机在服役过程中，机身外部会出现不同程度的损耗，一些舱门需要更换。这些舱门都是通过传统工艺制造的，一旦没有备件时，重新制作不仅费用高，还非常耗时。于是他们尝试了3D打印的舱门，并做了实际飞行的测试。总体效果还是比较满意的。