科學(xué)家談3D打印未來趨勢：金屬增材制造大眾化

    金屬增材制造的先驅(qū)，科學(xué)家約翰o.米萊夫斯基（John O. Milewski）在他的新書《金屬增材制造：火箭噴嘴，醫(yī)療植入物與定制珠寶的基礎(chǔ)技術(shù)》中分析了3D打印的未來趨勢，金屬增材制造應(yīng)用將大眾化。

    GKN Aerospace采用線材激光增材制造方法加固和連接Vulcan 2型噴嘴零件

    人們可以從兩個角度展望3D打印的未來，一個是由過去30年由具體需求推動的特定技術(shù)的演變，另一個是由全球趨勢，技術(shù)融合和個人創(chuàng)造力推動的激動人心的新方向。在未來5年，增材制造將使金屬大眾化。

    20年前，基于3D計算機模型的金屬3D打印和增材制造（AM）起源于快速原型。約翰當(dāng)時在一個研究3D金屬形狀激光粉末熔融的團隊工作，眾人一起夢想著航空零件，醫(yī)療植入物和廣泛的工業(yè)應(yīng)用。激光，金屬粉末技術(shù)，工藝速度，精度，變形，殘余應(yīng)力和表面光潔度等工程挑戰(zhàn)被視為廣泛采用的障礙。此外，計算機模型、軟件、硬件、激光和過程控制的技術(shù)限制和成本是巨大的。因此，約翰和團隊猜測，金屬進入主流制造業(yè)至少需要10年的時間。

    10年前，金屬增材制造任未成為主流。科學(xué)與工程的不懈努力促進了核心工業(yè)應(yīng)用基礎(chǔ)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展。然而，使用聚合物的3D打印原型已經(jīng)達到使用主流，由特殊金屬制成的復(fù)雜形狀示范硬件被生產(chǎn)。

    如今，20年前的夢想已變成現(xiàn)實，增材制造零件在關(guān)鍵的航空航天，醫(yī)療和工業(yè)應(yīng)用中被*終使用。在越來越多的關(guān)鍵應(yīng)用領(lǐng)域，應(yīng)用已經(jīng)越過了終點線以獲得認證使用，從而為各種類似產(chǎn)品的開發(fā)提供了方向。增材制造標(biāo)準(zhǔn)（如ASTM開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)）將被行業(yè)廣泛采用。由美國國家航空航天局(NASA)建造和測試的增材制造火箭噴嘴，以正式的標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)定軌道，將人類的希望和夢想帶到地球之外。諸如史賽克鈦合金脊柱植入物之類的增材制造醫(yī)療設(shè)備正在申請FDA認證，整合增材制造技術(shù)使人類能從中受益。

    金屬增材制造的未來不僅將延續(xù)這些核心方向發(fā)展，而且將隨著軟件、硬件、人工智能、信息技術(shù)、機器人技術(shù)、機器學(xué)習(xí)、傳感器和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等方面的進步而加速和繁榮。隨著基礎(chǔ)技術(shù)的不斷聯(lián)合和多樣化，預(yù)測金屬增材制造發(fā)展的范圍和速度呈指數(shù)級增長是合理的。

    桌面級3D打印機的應(yīng)用群體越來越廣泛，如教育項目、小型企業(yè)、個人、發(fā)明家和業(yè)余愛好者等都可使用3D打印。在未來5年里，這一低成本材料和系統(tǒng)的趨勢很快將進入金屬領(lǐng)域，實現(xiàn)金屬打印的真正大眾化。