通用电气推出新型金属3D打印系统

2017年11月，通用电气（General Electric，GE）推出了一款新型金属部件锻造机。这是一种创新的金属3D打印系统，但它的外观更像是一台超级计算机，而不是经典的锻造机。专家们表示，就像工作机在18世纪引发的第一次工业革命一样，这种新型设备注定将在下一次工业革命中发挥关键作用。


增材制造（Additive Manufacturing，AM）俗称3D打印，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。相对于传统的、对原材料去除－切削、组装的加工模式不同，是一种“自下而上”通过材料累加的制造方法，从无到有。这使得过去受到传统制造方式的约束，而无法实现的复杂结构件制造变为可能。

在本世纪初，3D打印已经变得非常流行，成为一种广泛应用于各种场合的技术，从原型制作到小规模制造，甚至NASA也在研究它在火星空间站建设中的应用。但到目前为止，这些系统主要是以塑料聚合物作为原材料，这限制了它们的通用性。然而，新型金属3D打印技术或者更准确地说是增材制造技术，正在兴起。在《麻省理工技术评论》杂志上，这被评为2018年十大革命性技术之一。


事实上，金属3D打印技术在20世纪80年代和90年代几乎与塑料3D打印技术同时推出。该技术的基本原理是用激光在金属合金粉末的机床上移动，在精确的位置熔化粉末，形成物体的横截面，然后根据零件的数字模型文件在截面上添加新的层。但是这项技术发展缓慢，因为它的效益不如传统的模具制造，而且在材料强度和部件尺寸方面略逊于传统模具。

金属3D打印行业正蓬勃发展

随着技术的进步，这些障碍正在慢慢消失。去年，技术的进步导致了金属3D打印的蓬勃发展。2017年10月，美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室(Lawrence Livermore National Laboratory)的工程师介绍了一种增材制造系统，该系统可以在不牺牲延展性的情况下，将最好的不锈钢铸件的强度提高两倍。根据研究人员在《自然材料》杂志上发表的文章，他们的研究结果表明:“增材制造技术的灵活性可以调整微观结构，生产具有优异性能的金属和合金。”


就零件的尺寸而言，目前的金属打印技术还远远不够。在德国法兰克福举行的FormNext交易会上，通用电气推出了目前世界上最大的金属的3D打印机ATLAS，它能够制造出1米大小的部件。根据该公司介绍，他们的客户已经要求建造体积超过1立方米的机器，所以该公司计划推出能够打印出更大尺寸部件的机器。正如通用电气负责该项目的穆罕默德·埃特哈米(Mohammad Ehteshami)所说的：“该系统旨在为航空发动机和材料质量至关重要的工业部门制造零件，如汽车或石油工业。这一直是工程师追求的梦想。”


在3D打印系统的众多优点中，有一个优点至关重要。3D打印系统可以在打印部件时，根据实际需求在不同区域改变打印材料，而这是普通模具制造而无法实现的。此外，3D打印技术消除了传统铸造厂材料浪费的情况。而且公司不必预先生产并保留大量的零部件库存，只需在客户需要时进行打印即可。

行业正在不断的自我革新

这项技术正在飞速发展的一个证据是，它正在不断地自我革新。由麻省理工学院(MIT)的工程师共同创办的Desktop metal公司已经推出了新型金属3D打印设备，它的打印是普通设备的100倍，而且成本仅为1/20。


Desktop metal创建于2015年，由3D打印的发明者之一Emanuel Sachs参与创建。该公司拥有一项技术，该技术使用一种粘合金属粉末的胶水替代强大而昂贵的激光，然后在加热金属时将胶水融化消除，从而降低了成本。该公司生产的打印机既能满足小规模原型制作的需要，也能满足小部件大规模制造的需要，其售价仅为12万美元左右。

3D打印技术正在成为发达国家实现制造业回流、提升产业竞争力的重要载体。可以说，新一轮的全球制造业竞争，极有可能是3D打印与机器人等高端装备的竞争。以3D打印为代表的数字化、智能化制造以及新型材料的应用将重塑制造业和服务业的关系，重塑国家和地区比较优势，重塑经济发展格局，加快第三次工业革命的进程。