[导读] 增材是相对于传统的车,铣,刨,磨这种去材制造而言的。增材制造(Additive Manufacturing,AM)技术是采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术,相对于传统的材料去除-切削加工技术,是一种“自下而上”的制造方法,3D/4D打印用的都是増材制造技术。 想拥有4D产品,只需要花几十刀就可以实现。美国Nervous Systems 4D打印实验室就在自己网站上卖各种4D打印出来的小玩意,如下图的不锈钢和镀金耳坠。这个实验室,打印出了世界一个4D打印裙,由2000多块微小的铰链组织组成。

4D打印的相关学术名称:

增材是相对于传统的车,铣,刨,磨这种去材制造而言的。增材制造(Additive Manufacturing,AM)技术是采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术,相对于传统的材料去除-切削加工技术,是一种“自下而上”的制造方法,3D/4D打印用的都是増材制造技术。

传统的切削工艺
传统的切削工艺

国内的3D打印——4D打印之路:

3D打印中,我国在高性能复杂大型金属承力构件增材制造等部分技术领域已达到国际先进水平,增材制造技术及产品已经在国内航空航天、汽车、生物医疗、文化创意等领域得到了初步应用。但是,我国增材制造产业化仍处于起步阶段,与先进国家相比存在较大差距,尚未形成完整的产业体系,离实现大规模产业化、工程化应用还有一定距离。3D打印的现状是如此,4D打印对于我们国内来说,尚处在婴幼儿阶段,而且MIT(麻省理工)在2011年才开始4D打印技术的研究。

当前,新一轮科技革命和产业变革正在孕育兴起,与我国工业转型升级形成历史性交汇。世界工业强国纷纷将增材制造作为未来产业发展新的增长点加以培育,制定了发展增材制造的国家战略和具体推动措施,力争抢占未来科技和产业制高点。中国亟需采用包括增材制造技术在内的先进技术改造提升传统产业,未来市场需求巨大,难得的发展机遇和广阔的发展空间将会造就一批3D/4D打印企业。未来一两年,国内能具有较强国际竞争力的增材制造企业只有2-3家,相比美国的很多3D打印巨头来说,惠普的4D打印部门在2016年西班牙将扩充至100人的研发队伍,这在中国制造业目前无法企及。

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4D打印的未来工作:

增材制造成为航空航天等高端装备制造及修复领域的重要技术手段,初步成为产品研发设计、创新创意及个性化产品的实现手段以及新药研发、临床诊断与治疗的工具。但是目前的4D打印只能打印小尺寸的物品,世界上目前最先进的4D打印也只能打印50英尺的链状物,如何将4D打印。我们国内在3D打印阶段,今年才能基本实现钛合金、高强钢、部分耐高温高强度工程塑料等专用材料的自主生产,这与世界的3D打印科技的发展有几年的滞后。目前国外的4D打印进度已经在考虑更复杂和精细的项目,我们现在知道了4D打印在玩什么?玩的就是可以编程和操作的打印材料,未来的趋势就是将这些材料可以打印成更大更精细的成品。

都是小物品,美国已经开始卖4D打印产品
都是小物品,美国已经开始卖4D打印产品

美国Nervous Systems4D打印实验室的4D售卖商品:

想拥有4D产品,只需要花几十刀就可以实现。美国Nervous Systems 4D打印实验室就在自己网站上卖各种4D打印出来的小玩意,如下图的不锈钢和镀金耳坠。这个实验室,打印出了世界一个4D打印裙,由2000多块微小的铰链组织组成。

25美金一对4D耳环
25美金一对4D耳环
35美金一对的4D镀金耳环
35美金一对的4D镀金耳环

本篇参考国内文件:《国家关于2016-2017年增材行业发展的计划》。

编辑点评:关键核心技术有待突破,装备及核心器件、成形材料、工艺及软件等产业基础薄弱,政策与标准体系有待建立,缺乏有效的协调推进机制。家电等领域铸造用砂芯、创意家居都能用到增材工艺,也就是3D/4D打印,未来在家居智能化道路的发展上,智能电器的制造,智能家居产品的生产都可以用到3D/4D打印技术。

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