增材制造：过去、现在和未来

除了火灾可能的例外，没有任何技术真正准备好以有意义的方式为制造业做出贡献，直到它有时间发展和扩展。计算机就是一个很好的例子。如果没有计算机，我们目前的技术水平是不可能实现的，青少年经常使用计算能力比登陆月球时更强大的手持设备自拍。因此，3D 打印（也称为增材制造或只是 AM）尚未兑现其承诺也就不足为奇了。

继续用电脑打个比方，第一台甚至伪装成计算机是由 Charles Babbage 在 1800 年代中期制造的。巴贝奇的“差分引擎”背后的意图是更快、更可靠地生成数学表格。直到近一百年后，接近现代计算机的东西才进入工作场所，而家用 PC 直到 1977 年才出现。相比之下，3D 打印从 1986 年 3D 的查克赫尔 (Chuck Hull) 才出现Systems 在开发使用紫外线硬化桌面涂层的工艺时首先想到了这个想法。

制造中的添加剂爆炸

在过去的 30 年里，这项技术一直在不断发展和发展，但随着家用 3D 打印机的推出，真正引起人们兴趣的是 2012 年。在家用系统出现之前，3D 打印主要局限于用于快速原型制作的后房和实验室。 MakerBot 等公司设法利用新生的创客运动的时代精神，将家用 3D 打印机推广为最终的车间工具。虽然技术民主化的承诺吸引了许多用户，但大多数可用的家用 3D 打印机类似于打孔计算；缓慢而乏味。

尽管消费者对家庭 3D 系统的兴趣有增有减，但行业应用仍在继续向前发展。最热情的 AM 技术早期采用者之一是 GE。与业余爱好者不同，他们可能在没有真正了解所涉及的挑战的情况下参与了这项激动人心的新技术，但 GE 很快意识到，如果它想要任何及时的投资回报，就需要 3D 打印专家。

这一认识促使 GE 在 2012 年收购了一家名为 Morris Technologies 的 3D 打印公司。更具体地说，此次收购为 GE Aviation 增加了增材制造专业知识，这些知识很快被用于设计一种使用 3D 打印燃料喷嘴的方法在其 LEAP 喷气发动机中 .经过一些概念验证测试后，GE 决定采用一种称为激光烧结的 AM 工艺来生产喷嘴，并很快发现了 3D 打印的两个基本原则。

灵活性和节省

第一个原则是 3D 打印可能是最灵活的制造工艺 曾经发明过。 3D 打印部件不是在设计部件时至少部分基于它的生产容易程度，而是在数字环境中开始生活，其中主要关注的是功能。使用传统制造方法不可能（或非常昂贵）制造具有极其复杂的内部几何形状的零件，甚至是常规零件。 GE 的喷嘴具有突出的内部结构，该结构在单个构建过程中制造，而不需要多个部件然后必须组装。

第二个原则是3D 打印省钱 .对于 GE 的喷嘴，节省是双重的。由于零件是在一次构建过程中制造的，因此使用 AM 进行生产可以节省时间。虽然 AM 过程本身可能被认为是缓慢的，但它有可能在不到 24 小时内生产出一个复杂的零件，与制造一系列需要组装的较小零件的旧方法相比，这是闪电般的快。节省时间是因为减少了组装的需要，通过减少大量加工的需要可以节省更多的时间，而通过削减或完全消除供应链可以节省更多的时间。

此外，通过 3D 打印制造的喷嘴可以大量节省材料。 使用传统的减材生产方法，制造商可能会损失多达 90% 的制造零件所需的材料。这种损失在航空等行业尤其麻烦，这些行业经常使用钛和其他类似昂贵的材料。 然而，3D 打印可将预期的材料浪费减少到 10% 以下。

未来

在投资者的不确定性在公众心目中对 3D 打印产生不利看法的时候，通用电气已加倍努力。继 2012 年首次涉足增材制造领域之后，GE 已在 3D 打印研发方面投入了数百万美元，包括在奥本建造一座 300,000 平方英尺的大批量增材制造工厂，以及在匹兹堡郊外的增材技术进步中心.每年系统都会变得更快、更大，或者提供更高的分辨率。随着 3D 打印技术的不断进步，GE 已经将自己置于充分利用每一项改进的位置。其他公司效仿它只是时间问题。

其他信息资源：

3D 打印和小型企业

业务示例

使用添加剂的公司

我行业示例

特别感谢：
约翰纽曼，制造业自由撰稿人。