增材制造技術(shù)作為本世紀(jì)最偉大的發(fā)明之一，近年來不斷受到世界各國(guó)的密切關(guān)注。據(jù)最新消息，近期美國(guó)，歐盟，俄羅斯以及金磚國(guó)家迪拜也都開始進(jìn)行比較系統(tǒng)的3D打印技術(shù)大改革，利用國(guó)內(nèi)的各種優(yōu)秀資源來大力促進(jìn)3D打印行業(yè)的發(fā)展，力求在國(guó)際高新技術(shù)領(lǐng)域走在最前沿！

 

　　談到3D打印的改革，做為該技術(shù)的發(fā)源地，美國(guó)可謂是最為積極的。在看到增材制造技術(shù)的一系列優(yōu)勢(shì)之后，美國(guó)政府制定了一系列“長(zhǎng)期計(jì)劃”，在各種前沿領(lǐng)域?qū)?D打印技術(shù)進(jìn)行全方位的探索。近年來，大到NASA的航空航天技術(shù)、美國(guó)軍方的裝備以及生物學(xué)研究等重要領(lǐng)域，小到藝術(shù)設(shè)計(jì)，工業(yè)設(shè)計(jì)以及家庭等領(lǐng)域也都能看到3D打印的身影。我們能從最近America Makes舉行的一項(xiàng)大型競(jìng)爭(zhēng)活動(dòng)中就可以看出來：

 

　　America Makes，其前身是國(guó)家增材制造創(chuàng)新研究院，最近宣布了其針對(duì)增材制造開發(fā)的Project Call七大優(yōu)秀項(xiàng)目。Project Call是在2016年3月推出的，著眼于五個(gè)領(lǐng)域，包括設(shè)計(jì)、材料、工藝、價(jià)值鏈和增材制造基因組。

 

　　在美國(guó)國(guó)家國(guó)防制造和加工中心（NCDMM）的協(xié)助下，America Makes預(yù)計(jì)將提供總計(jì)550萬美元的經(jīng)費(fèi)給獲獎(jiǎng)?wù)撸鄳?yīng)地獲獎(jiǎng)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)也將拿出550萬美元，從而形成1100萬美元的研發(fā)資金總額。根據(jù)America Makes最近發(fā)布的新聞稿，該機(jī)構(gòu)迄今為止為了推動(dòng)增材制造技術(shù)的發(fā)展，在公共與私人領(lǐng)域投入的資金總額已經(jīng)接近1億美元。

 

　　America Makes宣布的七個(gè)獲獎(jiǎng)項(xiàng)目中包括：

 

　　由卡內(nèi)基梅隆大學(xué)牽頭，與Automated Dynamics Corporation、Aurora Flight Sciences、洛克希德馬丁公司、西門子公司、Stratasys公司、聯(lián)合技術(shù)公司一同合作的高性能航空車復(fù)雜內(nèi)部核心結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和增材制造，該項(xiàng)目將為航空航天業(yè)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和增材制造3D核心構(gòu)造中心開發(fā)計(jì)算系統(tǒng)和教育材料。

 

　　以UTEP為首，在加上和Cincinnati Incorporated以及Autodesk的合作的多功能大面積增材制造（BAAM）：多用途嵌線的BAAM項(xiàng)目，該項(xiàng)目將通過探索含有嵌線的大規(guī)模增材制造的結(jié)合能力，力爭(zhēng)改善增材制造構(gòu)造體積和生產(chǎn)速率。

 

　　由Wolf Robotics領(lǐng)導(dǎo)，與卡特彼勒、EWI、GKN Aerospace、IPG光電公司、ITAMCO、林肯電氣公司、橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、聯(lián)合技術(shù)公司、諾克斯維爾的田納西大學(xué)共同合作的MULTI：能源/進(jìn)料/米級(jí)規(guī)模的金屬增材制造機(jī)器項(xiàng)目，該項(xiàng)目將通過其可拓展多軸機(jī)器人系統(tǒng)來安置增材制造用戶基地，以達(dá)到較低的成本和更大的靈活性。

 

　　由3D Systems公司公司進(jìn)行的仿生多噴射材料項(xiàng)目，該項(xiàng)目將提供標(biāo)準(zhǔn)化的原料、基準(zhǔn)屬性數(shù)據(jù)、微觀結(jié)構(gòu)控制、工藝窗口定義和處理規(guī)格。

 

　　由Phoenix Analysis和Design Technologies公司共同進(jìn)行的增材制造晶格結(jié)構(gòu)的非實(shí)證預(yù)測(cè)模型項(xiàng)目，該項(xiàng)目將專注于晶格結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造，也是目前增材制造研究最有前途的領(lǐng)域之一，通過開發(fā)強(qiáng)大的經(jīng)過驗(yàn)證的材料模型，準(zhǔn)確地描述了他們的行為，以較低的材料利用率提高這些復(fù)雜結(jié)構(gòu)的性能。

 

　　由揚(yáng)斯敦企業(yè)孵化器內(nèi)部進(jìn)行的金屬鑄件增材制造（AM4MC）項(xiàng)目，該項(xiàng)目將力爭(zhēng)通過新一代砂打印機(jī)改變美國(guó)工業(yè)基地，該打印機(jī)可提供打印芯和模具的線速生產(chǎn)，這對(duì)于將要收購并整合進(jìn)全生產(chǎn)線的中小型企業(yè)來說也是經(jīng)濟(jì)上可行的。

 

　　由雷神公司進(jìn)行的電子器件及結(jié)構(gòu)的多材料3D打印項(xiàng)目，該項(xiàng)目將設(shè)法推進(jìn)增材制造從2D限制設(shè)計(jì)到共形和嵌入式解決方案，以便能夠多材料打印集成3D電子器件和非平面結(jié)構(gòu)，在商業(yè)、航空航天、生物醫(yī)學(xué)、國(guó)防工業(yè)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

 

　　然而，美國(guó)的增材制造應(yīng)用還不止如此。在軍用領(lǐng)域，美國(guó)已經(jīng)在海軍戰(zhàn)艦上配備了3D打印機(jī)，以應(yīng)對(duì)特殊情況導(dǎo)致的零件更換問題；同時(shí)，美國(guó)在3D打印無人機(jī)領(lǐng)域也有所布局；而且，在3D打印導(dǎo)彈領(lǐng)域，雷神公司也正在研發(fā)當(dāng)中。在航空航天領(lǐng)域，美國(guó)的GE和NASA走在前沿，目前已經(jīng)對(duì)多個(gè)配備3D打印部件的發(fā)動(dòng)機(jī)等產(chǎn)品進(jìn)行了成功測(cè)試并已經(jīng)應(yīng)用。不過，美國(guó)在增材制造領(lǐng)域的研究或許還有更多……

 

　　俄羅斯做為另一個(gè)大國(guó)，同時(shí)做為美國(guó)長(zhǎng)期的“敵對(duì)”國(guó)家，其在3D打印領(lǐng)域的研究及發(fā)展也絲毫不落后。據(jù)悉，俄羅斯也在廣泛使用3D打印技術(shù)，諸如飛機(jī)3D打印部件，宇宙衛(wèi)星，軍用直升機(jī)，無人機(jī)以及核能等多個(gè)領(lǐng)域有了不小的突破。

 

    核能領(lǐng)域

 

　　就拿俄羅斯最近啟動(dòng)的核能3D打印應(yīng)用計(jì)劃來講：最近，俄羅斯國(guó)家原子能公司Rosatom計(jì)劃將先進(jìn)3D打印技術(shù)作為其非核心業(yè)務(wù)戰(zhàn)略的一部分，根據(jù)該公司的計(jì)劃，其最新的3D打印業(yè)務(wù)將首先用于其核電領(lǐng)域，然后再延伸到其它業(yè)務(wù)部門，而且這一3D打印業(yè)務(wù)將使用由其自行開發(fā)的創(chuàng)新金屬粉末材料和工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)，他補(bǔ)充道，并強(qiáng)調(diào)稱，該公司的很多部門都提出了在本部門中可以使用3D打印技術(shù)制造的零部件種類。

 

　　“經(jīng)過兩年半的時(shí)間，3D打印技術(shù)已經(jīng)成為了Rosatom非核業(yè)務(wù)的領(lǐng)先領(lǐng)域之一。今天，我們已經(jīng)制訂了在核電產(chǎn)業(yè)開發(fā)增材制造技術(shù)的戰(zhàn)略和路線圖...到2018年年底，Rosatom將擁有提供增材制造服務(wù)的所需要的全部專門知識(shí)技能。我們已經(jīng)制訂了關(guān)于設(shè)備、材料和技術(shù)的計(jì)劃，來幫助將任何設(shè)計(jì)思想變成最終的產(chǎn)品。”Dub在接受媒體采訪中說。

 

　　不過一開始，公司將更加專注于測(cè)試3D打印部件以確保其可靠性和安全性，這樣它們才能夠抵御很高中子通量的輻射。

 

　　無人機(jī)領(lǐng)域

 

　　近日，俄羅斯國(guó)有企業(yè)——聯(lián)合儀器制造業(yè)公司（UIMC），打造出了一款全3D打印的無人機(jī)，該無人機(jī)可用于檢測(cè)和偵察，并能夠在一天之內(nèi)3D打印和組裝完成。

 

　　在3D打印的發(fā)展歷程中，俄羅斯似乎一直顯得默默無聞，但是最近幾年該國(guó)有急起直追的態(tài)勢(shì)。比如俄羅斯軍方最近就聲稱已經(jīng)在Armata坦克的開發(fā)過程中使用了增材制造技術(shù)；同時(shí)該國(guó)自然物質(zhì)研究中心建議俄羅斯航天局可以在月球上建造一個(gè)3D打印的基地。

 

　　這款新型的3D打印無人機(jī)可以在一天之內(nèi)制造完成，而它的備件只需15-20分鐘就能制造完成。該無人機(jī)配備了機(jī)載視頻相機(jī)，其主要職能將是偵察和監(jiān)視目標(biāo)，并在50公里半徑范圍內(nèi)飛行。另外，該無人機(jī)配備了國(guó)產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)、重4公斤，翼展2.4米。據(jù)了解，其制造商UIMC實(shí)際上隸屬于俄羅斯軍工巨頭Rostec，它是Rostec應(yīng)政府促進(jìn)高端技術(shù)和通信系統(tǒng)產(chǎn)品制造的要求而成立的。而且，Rostec曾經(jīng)在去年推出過一架類似的3D打印無人機(jī)。

 

　　3D打印機(jī)器人領(lǐng)域

 

　　不久前，位于俄羅斯葉卡捷琳堡的烏拉爾聯(lián)邦大學(xué)日前在葉卡特琳堡舉辦的Innoprom 2016貿(mào)易展上成功演示了機(jī)器人3D打印機(jī)。該3D打印機(jī)器人包括固定在大型機(jī)械手臂末端的3D打印機(jī)打印頭，相比傳統(tǒng)的封閉式打印機(jī)，這款3D打印機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模的3D打印。其中一位工程師解釋道：“該打印機(jī)的打印面積已經(jīng)增大到了機(jī)器人的工作空間。打印頭也可以配備不同直徑的噴嘴。”

 

　　盡管該大型機(jī)器人手臂的移動(dòng)需要一些額外的移動(dòng)部件和關(guān)節(jié)，烏拉爾大學(xué)研究人員通過編程實(shí)現(xiàn)了該3D打印機(jī)器人根據(jù)打印對(duì)象規(guī)格自動(dòng)揮舞手臂：系統(tǒng)自動(dòng)生成機(jī)器人的代碼，這樣一來使得它更易于使用，甚至能打印最復(fù)雜的形狀。

 

　　太空3D打印制造衛(wèi)星零部件

 

　　一個(gè)俄羅斯研發(fā)團(tuán)隊(duì)目前正在研發(fā)能在國(guó)際空間站（ISS）使用的3D打印機(jī)。設(shè)計(jì)人員表示，他們的打印機(jī)將使用復(fù)合打印材料在太空直接生產(chǎn)電池、天線以及CubeSat立方體納型衛(wèi)星所需的技術(shù)部件。

 

　　而這款設(shè)備與NASA的太空3D打印機(jī)相比，區(qū)別在于該打印機(jī)能使用復(fù)合材料：不僅僅是塑料，還包括持續(xù)加固碳纖維材料。能通過設(shè)備，直接在太空軌道上，將碳纖維增強(qiáng)塑料3D打印成衛(wèi)星部件。

 

　　3D打印建立月球基地的計(jì)劃

 

　　據(jù)俄羅斯國(guó)家自然物質(zhì)研究中心負(fù)責(zé)人表示，俄羅斯可能通過3D打印等技術(shù)在月球的極地區(qū)域建立居住基地。開拓者將通過處理過的月壤構(gòu)建粉末狀3D打印材料。隨著火星載人飛船的進(jìn)展，俄羅斯國(guó)家自然物質(zhì)研究中心已經(jīng)調(diào)整了關(guān)注重心，希望能在月球建立一個(gè)人類居住基地。

 

　　隨著火星載人飛船的進(jìn)展，俄羅斯國(guó)家自然物質(zhì)研究中心已經(jīng)調(diào)整了關(guān)注重心，希望能在月球建立一個(gè)人類居住基地。如果俄羅斯能夠找到一個(gè)適合人類居住的地方，Bobin相信可以通過3D打印在月球建立一個(gè)居住基地。