1979 年日本就提出了“快速原型”的概念，這是3D打印技術(shù)的雛形。1984 年，美國人查爾斯· 赫爾提出了一種稱為“立體光刻”（Stereo Lithography）的技術(shù)，即利用紫外線照射將樹脂凝固成形以制造物體，該項技術(shù)于1986 年獲得專利。1993 年，美國麻省理工學(xué)院多名技術(shù)專家發(fā)明并申請了3D 打印技術(shù)專利。自此之后，3D 打印技術(shù)開始突飛猛進(jìn)，3D 打印的材料和產(chǎn)品的范圍大大拓寬，大型工業(yè)打印機(jī)除了塑料之外還可以打印金屬、橡膠和陶瓷。不管是零部件還是新設(shè)計的產(chǎn)品，不管是惰性的還是有機(jī)的材料，也不管是顯微鏡下才能看見的物體還是一幢很大的房子，不管是在地面上還是在太空中，都可以通過3D 打印實現(xiàn)，3D 打印的產(chǎn)品覆蓋了許多行業(yè)。
3D 打印技術(shù)作為一種新的快速成形制造技術(shù)，經(jīng)歷了技術(shù)潛伏期，現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入快速發(fā)展階段。據(jù)估計，2016 年3D 打印市場規(guī)模將達(dá)到44.5 億美元，市場發(fā)展?jié)摿薮蟆?br />
國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
目前3D 打印技術(shù)主要應(yīng)用于產(chǎn)品模型模具制造、航空航天、文化創(chuàng)意、生物醫(yī)療、藝術(shù)創(chuàng)作以及個性化定制等領(lǐng)域，如圖1 所示。3D 打印技術(shù)不僅為創(chuàng)新設(shè)計開拓了廣闊的空間，同時也對傳統(tǒng)的加工技術(shù)提出了巨大的挑戰(zhàn)。
在航空航天等高端制造業(yè)領(lǐng)域，其加工制造有許多特殊和專業(yè)要求，如復(fù)雜結(jié)構(gòu)、減輕重量、延長使用壽命、縮短研制周期、提高經(jīng)濟(jì)可承受性等，3D 打印技術(shù)正好可以解決高加工難度問題，滿足設(shè)計要求。
目前，美國GE 公司、普惠公司和英國羅· 羅公司這全球3 大航空發(fā)動機(jī)工業(yè)巨頭均已開展3D 打印技術(shù)在航空發(fā)動機(jī)上的應(yīng)用研究，以提高公司產(chǎn)品在航空發(fā)動機(jī)領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢。
GE 公司作為全球最大的航空發(fā)動機(jī)制造公司，其產(chǎn)品占全球市場的70% 以上。2013 年，GE 公司通過收購Morris Technologies、RQM 等3D 打印增材制造商，提高了航空發(fā)動機(jī)的生產(chǎn)能力。3D 打印技術(shù)賦予了GE 公司在發(fā)動機(jī)上減少成本和重量的機(jī)遇。有報道稱，GE 公司已經(jīng)開始采用3D 打印技術(shù)制造波音747 和空客320 所用發(fā)動機(jī)的燃油噴嘴。
普惠公司認(rèn)為，3D 打印技術(shù)能夠完成薄壁、輕質(zhì)、復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的高精度制造，這將給航空航天制造帶來新的技術(shù)革命，而飛行器中很多關(guān)鍵部件制造技術(shù)也因此需要重新進(jìn)行全面評估和工藝改進(jìn)。為此，普惠公司于2008 年成立了專門的技術(shù)部門，從德國EOS 公司引進(jìn)設(shè)備，對飛行器常用金屬材料的成形工藝和性能進(jìn)行全面分析，積累相應(yīng)的工藝數(shù)據(jù)，加快推進(jìn)3D 打印技術(shù)在航空航天制造領(lǐng)域的應(yīng)用。
英國羅· 羅公司也宣布將采用3D 打印技術(shù)制造噴氣發(fā)動機(jī)的金屬零部件。2014 年3 月，波音公司與謝菲爾德大學(xué)（University of Sheffield）先進(jìn)制造研究中心（AMRC）合作設(shè)計研發(fā)了一架創(chuàng)新小型無人駕駛飛機(jī)，制造過程采用了3D 打印技術(shù)。
中國從20 世紀(jì)90 年代開始研究3D 打印技術(shù)（當(dāng)時稱為快速原型技術(shù)（Rapid Prototyping）），與具有世界先進(jìn)技術(shù)水平國家?guī)缀跬瑫r起步，現(xiàn)已初步建立了以北京航空航天大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、華中科技大學(xué)、西安交通大學(xué)、清華大學(xué)等高校和中科院﹑西北有色金屬研究院等科研機(jī)構(gòu)為研發(fā)核心的3D 技術(shù)培育基地，推動3D 打印技術(shù)從實驗室研究逐步向工程化、產(chǎn)品化轉(zhuǎn)化。其中，北京航空航天大學(xué)與中航工業(yè)成立了專門的3D 打印企業(yè)；西安交通大學(xué)側(cè)重于應(yīng)用3D 打印技術(shù)加工制作模具和航空航天零部件；華中科技大學(xué)開發(fā)了不同的3D 打印設(shè)備；清華大學(xué)將快速成形技術(shù)轉(zhuǎn)移到企業(yè)后，把研究重點
放在了生物制造領(lǐng)域；西北工業(yè)大學(xué)以凝固技術(shù)國家重點實驗室為技術(shù)依托，成立了西安鉑力特激光成形技術(shù)有限公司，在3D 打印技術(shù)研究、設(shè)備開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方面均實現(xiàn)了全面發(fā)展。
進(jìn)入21 世紀(jì)以來，以中航工業(yè)為代表的工業(yè)部門開始研究和應(yīng)用3D 打印技術(shù)，尤其在航空發(fā)動機(jī)的復(fù)雜部件加工中已開展大范圍3D 打印技術(shù)研究和產(chǎn)品加工。
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