1979 年日本就提出了“快速原型”的概念，這是3D打印技術的雛形。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，即利用紫外線照射將樹脂凝固成形以制造物體，該項技術于1986 年獲得專利。1993 年，美國麻省理工學院多名技術專家發(fā)明并申請了3D 打印技術專利。自此之后，3D 打印技術開始突飛猛進，3D 打印的材料和產品的范圍大大拓寬，大型工業(yè)打印機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計的產品，不管是惰性的還是有機的材料，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 打印的產品覆蓋了許多行業(yè)。
3D 打印技術作為一種新的快速成形制造技術，經(jīng)歷了技術潛伏期，現(xiàn)在已經(jīng)進入快速發(fā)展階段。據(jù)估計，2016 年3D 打印市場規(guī)模將達到44.5 億美元，市場發(fā)展?jié)摿薮蟆?br />
國內外發(fā)展現(xiàn)狀
目前3D 打印技術主要應用于產品模型模具制造、航空航天、文化創(chuàng)意、生物醫(yī)療、藝術創(chuàng)作以及個性化定制等領域，如圖1 所示。3D 打印技術不僅為創(chuàng)新設計開拓了廣闊的空間，同時也對傳統(tǒng)的加工技術提出了巨大的挑戰(zhàn)。
在航空航天等高端制造業(yè)領域，其加工制造有許多特殊和專業(yè)要求，如復雜結構、減輕重量、延長使用壽命、縮短研制周期、提高經(jīng)濟可承受性等，3D 打印技術正好可以解決高加工難度問題，滿足設計要求。
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)動機工業(yè)巨頭均已開展3D 打印技術在航空發(fā)動機上的應用研究，以提高公司產品在航空發(fā)動機領域的技術領先優(yōu)勢。
GE 公司作為全球最大的航空發(fā)動機制造公司，其產品占全球市場的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)動機的生產能力。3D 打印技術賦予了GE 公司在發(fā)動機上減少成本和重量的機遇。有報道稱，GE 公司已經(jīng)開始采用3D 打印技術制造波音747 和空客320 所用發(fā)動機的燃油噴嘴。
普惠公司認為，3D 打印技術能夠完成薄壁、輕質、復雜結構件的高精度制造，這將給航空航天制造帶來新的技術革命，而飛行器中很多關鍵部件制造技術也因此需要重新進行全面評估和工藝改進。為此，普惠公司于2008 年成立了專門的技術部門，從德國EOS 公司引進設備，對飛行器常用金屬材料的成形工藝和性能進行全面分析，積累相應的工藝數(shù)據(jù)，加快推進3D 打印技術在航空航天制造領域的應用。
英國羅· 羅公司也宣布將采用3D 打印技術制造噴氣發(fā)動機的金屬零部件。2014 年3 月，波音公司與謝菲爾德大學（University of Sheffield）先進制造研究中心（AMRC）合作設計研發(fā)了一架創(chuàng)新小型無人駕駛飛機，制造過程采用了3D 打印技術。
中國從20 世紀90 年代開始研究3D 打印技術（當時稱為快速原型技術（Rapid Prototyping）），與具有世界先進技術水平國家?guī)缀跬瑫r起步，現(xiàn)已初步建立了以北京航空航天大學、西北工業(yè)大學、華中科技大學、西安交通大學、清華大學等高校和中科院﹑西北有色金屬研究院等科研機構為研發(fā)核心的3D 技術培育基地，推動3D 打印技術從實驗室研究逐步向工程化、產品化轉化。其中，北京航空航天大學與中航工業(yè)成立了專門的3D 打印企業(yè)；西安交通大學側重于應用3D 打印技術加工制作模具和航空航天零部件；華中科技大學開發(fā)了不同的3D 打印設備；清華大學將快速成形技術轉移到企業(yè)后，把研究重點
放在了生物制造領域；西北工業(yè)大學以凝固技術國家重點實驗室為技術依托，成立了西安鉑力特激光成形技術有限公司，在3D 打印技術研究、設備開發(fā)和產業(yè)化應用方面均實現(xiàn)了全面發(fā)展。
進入21 世紀以來，以中航工業(yè)為代表的工業(yè)部門開始研究和應用3D 打印技術，尤其在航空發(fā)動機的復雜部件加工中已開展大范圍3D 打印技術研究和產品加工。
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