增材制造（Additive Manufacturing，AM）技術是采用材料逐漸累加的方法制造實體零件的技術，相對于傳統的材料去除－切削加工技術，是一種“自下而上”的制造方法。近二十年來，AM技術取得了快速的發展，“快速原型制造（Rapid Prototyping）”、“三維打印(3D Printing )”、“實體自由制造(Solid Free-form Fabrication) ”之類各異的叫法分別從不同側面表達了這一技術的特點。

　　在工業4.0以及制造業回歸的背景下，增材制造受到越來越多國家的重視，在全球范圍內掀起了新一股熱潮。隨著各國政府資源的傾斜，增材制造在工業制造領域應用取得了實質性進展。我國在該領域早有涉及，為落實國務院關于發展戰略性新興產業的決策部署，搶抓新一輪科技革命和產業變革的重大機遇，加快推進我國增材制造(又稱“3D打印”)產業健康有序發展，工業和信息化部、發展改革委、財政部研究制定了《國家增材制造產業發展推進計劃(2015-2016年)》。工業和信息化部于2015年2月28日公布了《國家增材制造產業發展推進計劃（2015-2016年）》。以此同時歐盟也于近日公布了增材制造標準化路線圖。

　　《國家增材制造產業發展推進計劃（2015-2016年）》目標及推進計劃

　　發展目標：

　　到2016年，初步建立較為完善的增材制造產業體系，整體技術水平保持與國際同步，在航空航天等直接制造領域達到國際先進水平，在國際市場上占有較大的市場份額。

　　1.產業化取得重大進展。增材制造產業銷售收入實現快速增長，年均增長速度30%以上。進一步夯實技術基礎，形成2-3家具有較強國際競爭力的增材制造企業。

　　2.技術水平明顯提高。部分增材制造工藝裝備達到國際先進水平，初步掌握增材制造專用材料、工藝軟件及關鍵零部件等重要環節關鍵核心技術。研發一批自主裝備、核心器件及成形材料。

　　3.行業應用顯著深化。增材制造成為航空航天等高端裝備制造及修復領域的重要技術手段，初步成為產品研發設計、創新創意及個性化產品的實現手段以及新藥研發、臨床診斷與治療的工具。在全國形成一批應用示范中心或基地。

　　4.研究建立支撐體系。成立增材制造行業協會，加強對增材制造技術未來發展中可能出現的一些如安全、倫理等方面問題的研究。建立5-6家增材制造技術創新中心，完善扶持政策，形成較為完善的產業標準體系。
 

　　推進計劃：

　　（一）著力突破增材制造專用材料

　　依托高校、科研機構開展增材制造專用材料特性研究與設計，鼓勵優勢材料生產企業從事增材制造專用材料研發和生產，針對航空航天、汽車、文化創意、生物醫療等領域的重大需求，突破一批增材制造專用材料。針對金屬增材制造專用材料，優化粉末大小、形狀和化學性質等材料特性，開發滿足增材制造發展需要的金屬材料。針對非金屬增材制造專用材料，提高現有材料在耐高溫、高強度等方面的性能，降低材料成本。到2016年，基本實現鈦合金、高強鋼、部分耐高溫高強度工程塑料等專用材料的自主生產，滿足產業發展和應用的需求。
 

　　（二）加快提升增材制造工藝技術水平

　　積極搭建增材制造工藝技術研發平臺，建立以企業為主體，產學研用相結合的協同創新機制，加快提升一批有重大應用需求、廣泛應用前景的增材制造工藝技術水平，開發相應的數字模型、專用工藝軟件及控制軟件，支持企業研發增材制造所需的建模、設計、仿真等軟件工具，在三維圖像掃描、計算機輔助設計等領域實現突破。解決金屬構件成形中高效、熱應力控制及變形開裂預防、組織性能調控，以及非金屬材料成形技術中溫度場控制、變形控制、材料組份控制等工藝難題。
 

　　（三）加速發展增材制造裝備及核心器件

　　依托優勢企業，加強增材制造專用材料、工藝技術與裝備的結合，研制推廣使用一批具有自主知識產權的增材制造裝備，不斷提高金屬材料增材制造裝備的效率、精度、可靠性，以及非金屬材料增材制造裝備的高工況溫度和工藝穩定性，提升個人桌面機的易用性、可靠性。重點研制與增材制造裝備配套的嵌入式軟件系統及核心器件，提升裝備軟、硬件協同能力。
 

　　（四）建立和完善產業標準體系

　　一是研究制訂增材制造工藝、裝備、材料、數據接口、產品質量控制與性能評價等行業及國家標準。結合用戶需求，制定基于增材制造的產品設計標準和規范，促進增材制造技術的推廣應用。鼓勵企業及科研院所主持或參與國際標準的制定工作，提升行業話語權。

　　二是開展質量技術評價和第三方檢測認證。針對目前用戶對增材制造產品在性能、質量、尺寸精度、可靠性等方面的疑慮，就航空航天、汽車、家電、生物醫療等對國家和人民生活安全有重大影響的行業使用增材制造技術直接制造產品，開展質量技術評價和第三方檢測認證，確保產品的各項指標滿足用戶需求，促進增材制造技術的推廣應用。
 

　　（五）大力推進應用示范

　　一是組織實施應用示范工程。依托國家重大工程建設，通過搭建產需對接平臺，著重解決金屬材料增材制造在航空航天領域應用問題，在具備條件的情況下，在國防軍工其他領域予以擴展。在技術相對成熟的產品設計開發領域，發展增材制造服務中心和展示中心，通過為用戶提供快速原型和模具開發等方式，促進增材制造的推廣應用。對于創意設計、個性化定制等領域，通過搭建共性服務平臺，支持從事產品設計開發、文化創意等領域的中小型服務企業采用網絡化服務模式，提高專業化服務水平。完善個性化增材制造醫療器械在產品分類、臨床驗證、產品注冊、市場準入等方面的政策法規。

 　　二是支持建設公共服務平臺。在具備優勢條件的區域搭建公共服務平臺，發展增材制造創新設計應用中心，為用戶提供創新設計、產品優化、快速原型、模具開發等應用服務，促進增材制造技術的推廣應用。加大對增材制造專用材料、裝備及核心器件研發基地建設的支持力度，加快形成產業集聚發展，盡快形成產業規模。

　　三是組織實施學校增材制造技術普及工程。在學校配置增材制造設備及教學軟件，開設增材制造知識的教育培訓課程，培養學生創新設計的興趣、愛好、意識，在具備條件的企業設立增材制造實習基地，鼓勵開展教學實踐。
 

　　增材制造標準化支持行動（SASAM）

　　在歐盟地七框架計劃的資助下，名為“增材制造標準化支持行動（SASAM）”的項目近日發布了一份增材制造標準化路線圖。

　　該路線圖旨在作為歐洲標準的一個模板，其中闡述了標準化對于產業應用及現有增材制造技術標準發展的重要性，明確了標準化與優先關注標準之間的差距，最終有助于產業發展符合最佳實踐。通過與主要的規范化或標準化機構保持聯系，將能確保該目標的實現。

　　增材制造技術是生產具有復雜幾何形狀的高質量零部件的高效和有效的方式。實際上，它能夠生產出那些以往無法實現的零部件樣式。同時，還能夠最大程度地減少生產過程中所需的工裝和機械裝置，減少相關的廢料，電力消耗以及過多的安裝。

　　然而，一直以來增材制造技術主要集中在原型的制造方面，就其本質而言，該技術不適合那些可以標準化的重復性工作。此外，即使是在較大批量的生產中，雜亂的工藝參數也會影響產品的質量。缺乏標準化會導致無法接受的變化率，特別是在航空航天和生物醫學領域。

　　增材制造技術將支持創新，實現成本、資源有效的生產，以保持歐盟制造業的高度競爭力。歐洲增材制造平臺（European Platform for AM）起草了戰略研究議程，其中強調了標準化的重要支柱作用，并且最終通過SASAM成功制訂出路線圖。
 

　　編者語：

　　增材制造技術的出現，為復雜零部件制造提供了新選擇，它將作為傳統加工方式的很好補充，共同推進產業化升級。在《國家增材制造產業發展推進計劃（2015-2016年）》以及歐洲增材制造平臺的議程中，標準化都得到了重要體現，這也將為規范產業發展提供強力保障。除此之外，隨著伴隨著個性化定制而來的“專利保護”也亟待進一步完善。