五、应用与展望
3D打印应用领域
食品产业 汽车制造业
医疗行业
建筑设计
科学研究
产品模型
五、应用与展望
世界上第一辆“3D打印”赛车“阿里翁”，已在德国 的霍根海姆赛道完成测试，时速达141公里。 借助3D打印技术，一只生活在3.9亿年前浑身尖刺、全 身硬甲覆盖的软体动物近日再次展现在人们眼前。
古罗马城市模型
五、应用与展望
发展趋势展望
技术上：从快速成型、工艺辅助等间接制造发 展为零部件直接制造，新材料、新器件、新产 品不断出现；
设备上：向产品化、系列化和专业化方向发展； 从科研和工业等高端型向办公和个人消费等大 众化型拓展； 产业上: 形成了集装备、材料、软件、服务于一 体的的产业链，初具产业规模； 应用上：多学科交叉，应用领域不断扩大。
四、国外发展现状
1、德国EOS公司 该公司开发的选区激光烧结（SLS）增材制造装备可成形传 统工艺（注塑、挤塑）难加工的耐高温塑料。利用基于粉材的
激光烧结工艺可成形复杂高精度零部件，力学性能较尼龙 等塑料高出1倍（拉伸强度达95MPa，杨氏模量达4400MPa）
SLS增材制造出的复杂结构件
四、国外发展现状
谢谢！
SLS
Cast
增材制造大型复杂发动机零部件，不需要模具，避 免组装可一次成型复杂部件，大大提高了工作效率。
三、国内发展现状
2013年4月中国科技部最近公布了《国家高技术研究发展计划（863计 划）》作为未来最重要的技术之一，3D打印首次入选。
2015年2月11日，工业和信息化部、发展改革委、财政研究制定了 《国家增材制造产业发展推进计划（2015-2016年）》
2015年5月18日，国务院正式发布了《中国制造2025规划》，作为中 国版的“工业4.0计划”，规划中多次提到了对增材制造等前沿技术和 装备的研发。
国务院总理李克强主持国务院3D打印专题讲座
三、国内发展现状
编 单位 号 代表 人物 专业 工艺 产品 国家认可
1 北航
华中 2 科大 3 西北 工大
原理：增材制造技术是根据CAD/CAM设计，采用逐层累积的
方法制造实体零件的技术，相对于传统的减材制造（切削加工） 技术，它是一种材料累积的制造方法。融合了计算机辅助设计、 材料加工与成形技术、以数字模型文件为基础，通过软件与数控 系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料，按照挤 压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物 品的制造技术。
王华明
史玉升 黄卫东
铸造 材料
材料 铸造
激光 熔融
航空部件
国家技术发 明奖一等奖
国家技术发 明奖二等奖 C919应用
航空部件、汽 激光 车部件、骨骼、 烧结 牙齿 激光 熔融 容积 成型 航空部件
4 清华
5 西安 交大
颜永年
卢秉恒
机械
机械
塑料
院士
光固 树脂、骨骼、 化 芯片
国内增材制造主要研究机构
三、国内发展现状
五、应用与展望
我国尚需突破的瓶颈
机理上：在基础理论与成形机理研究方面，我 国在一些局部点上开展研究，但国外研究更基 础、更系统和更深入；
设备上：我国增材制造设备精度稳定性还需要 提高，在设备智能化方面也与国外先进设备有 一定差距； 部件上：激光器、精密光学器件等装备核心元 器件较为依赖进口； 产业上：在典型关键领域进行了局部应用，但 缺乏产业链，产业规模提升空间大。
2、德国Frauhofer 研究所 2002 年该研究所在激光选区熔化技术方面取得巨大成功， 可一次性地直接制造出完全致密性的零件。利用高亮度激光直 接熔化金属粉末材料，无需粘结剂，由 3D 模型直接成形出与 锻件性能相当的任意复杂结构零件，其零件仅需表面光整即可 使用。
技术原理图
四、国外发展现状
基本材料
热塑性塑料、金属粉末、陶瓷 粉末 几乎任何合金 热塑性塑料, 共晶系统 金属、可 食用材料 光硬化树脂（photopolymer） 液态树脂 聚乳酸（PLA）、ABS树脂 金属线、塑料线 纸、金属膜、塑料薄膜 钛合金 Thermoplastic powder
二、主要方法及优势
1.制造复杂物品。（目前已显现） 2.产品多样化不增加成本。 3.生产周期短。（最大的优点） 4.无需采用模具。 5.不占空间、便携制造。（战场、灾区） 6.节省材料 。
四、国外发展现状
2012年3月，美国白宫宣布振兴美国制造的新举措， 将投资 10 亿美金帮助美国制造体系的改革，鼓励优 先发展增材制造为代表的数字化制造技术；在全国 范围筹建多个研究所与企业联盟。 英国政府自2011年开始持续增大对增材制造技术的 研发经费，目前已在多个大学建立了增材制造研究 中心。 德国建立了直接制造研究中心，主要研究和推动增 材制造技术在航空航天领域中结构轻量化方面的应 用。 日本一直重视增材制造技术，研制和应用水平走在 了亚洲前列。
Байду номын сангаас
采用增材制造生产的汽车、鞋子
二、主要方法及优势
主要方法
选择性激光烧结（selective laser sintering，SLS） 直接金属激光烧结（Direct metal laser sintering，DMLS） 熔融沉积成型（fused deposition modeling，FDM） 立体平版印刷（stereolithography，SLA） 数字光处理（DLP） 熔丝制造（Fused Filament Fabrication，FFF） 融化压模（Melted and Extrusion Modeling，MEM） 分层实体制造（laminated object manufacturing，LOM） 电子束熔化成型（Electron beam melting，EBM） 选择性热烧结（Selective heat sintering，SHS）
智能制造
-增材制造技术
目录
1 2 3 4 5
起源及原理
主要方法及优势
国内发展现状
国外发展现状
应用与展望
一、起源及原理
起源：增材制造（Additive Manufacturing，AM）俗称3D打
印（3D printing），该技术诞生于上世纪 80 年代的美国，又称 “添加制造”技术，是一种快速成型技术，迄今已有30多年的发 展历史。
增材制造C919结构件
三、国内发展现状
4、华科张海鸥团队 华中科技大学张海鸥教授的研究团队主要研究电弧增材制造， 以焊枪和基板之间产生的电弧为热源，在高纯氩气的保护下融化 不断送进的金属丝材进行增材制造，并在堆积过程中用微型辊进 行热机械加工，这样可以成形出性能优越的大型结构件。
成形原理及成形的大型构件
1、北航王华明团队 该团队从事高性能金属材料快速凝固激光制备与大型金属构 件激光直接制造技术等方面的研究，以激光为热源，以钛合金粉 末为填充材料，增材制造出航空结构件，其成果在C919上取得了 良好的应用。
技术原理示意图及成形部件
三、国内发展现状
2、华科史玉升团队 华中科技大学史玉升教授的研究团队开发的1.2米×1.2米的" 立体打印机"，是目前世界上最大成形空间的快速制造装备。 3、西工大黄卫东团队 该团队采用激光增材制造技术成形出C919 中央翼缘条，长 度超过3米，成形出飞机主承力梁长度5米，为C919首飞做出了 突出贡献。
赛车“阿里翁”
3D打印远古生物
五、应用与展望
美国一家儿科医学中心利用3D打印技术成功制造出 全球第一颗人类心脏，这颗用塑料打印出的心脏可 以像正常人类心脏一样正常跳动。外科医生能够利 用3D打印心脏来练习复杂的手术。 12名耶鲁学生和他们的教授一起，通过3D打印，重 建古罗马城市景观。
人工打印心脏
一、起源及原理
原理：其工艺流程一般可分为三维建模、数据分割、打印、后
处理四步。三维建模是3D打印的基础，即在打印之前需在三维软件 中对所制作产品进行建模，因此3D打印需计算机辅助设计(CAD)技术 的参与； 在三维建模完成后，打印机将三维数据分割为二维数据； 通过打印设备逐层进行打印； 打印好的三维产品要经过后处理才能 出厂或使用，后处理工艺一般包括剥离、固化、修整、上色等。
3、美国AeroMet公司 该公司以激光、等离子束和电弧等能束增材制造再制造技术 为代表，已应用于机械、能源、船舶等领域核心、高附加值零 部件的快速修复。其技术应用于F15等战斗机机翼梁修复。 4、英国Rolls-Royce公司 该公司采用增材制造技术进行航空发动机叶片修复，实现了 高性能、高效率和低成本修复和再制造。