近年来，一种名为“快速制造”的高新技术发展迅猛，它不仅开拓了工业设计的创意空间，而且极大加快了工业设计进程，将关键复杂零部件制造“简单化”，在国民经济的其他领域里显示出广阔应用价值。目前，我国在这一领域处于研发领先、应用滞后的局面，其价值尚未引起足够重视。

　　一项革命性发明

　　快速制造(R apidM anufacturing)又称快速成形制造(R apidPrototyping& M anufacturing)或增材制造(A ddi-tiV eM anufacturing)，是近30年来全球机械制造领域兴起的一项革命性发明，被誉为“立体打印机”。

　　目前，应用最为广泛的是粉末材料激光快速制造技术，其原理是先将计算机设计出的复杂零部件三维模型分解成若干层平面数据，然后用激光把金属、陶瓷、塑料、砂等粉末材料按平面数据烧结，形成一个平面形状，再通过层层累积叠加，像植物生长般一次性整体成形。

　　由于该技术将多维制造变为简单的由下至上的二维叠加，大大降低了设计与制造的复杂度，甚至可以制造传统方式无法加工的奇异结构，如封闭内部空腔、多层嵌套等。快速制造思想产生于上世纪80年代。1992年，美国D T M公司(现已并入美国3D System s公司)研制成功世界第一台采用粉末材料的激光快速制造装备。美国、德国、日本等国的制造企业将之用于蜡、砂型的快速制造，大大提升了传统铸造工艺的技术水平。

　　目前，全欧400多家精密铸造厂家中，超过90%使用了快速制造技术。另外，该工艺可直接制造高性能金属零部件，还可制造出薄壁、微孔等特殊结构零部件，在航空航天、汽车等重要领域具有广泛的应用前景。

　　据了解，全球快速制造技术产品和服务销售额以每年15%速度增长，欧美国家仅在航空领域应用量已超过8%，在尖端武器装备以及汽车等领域应用率达1/3。

　　一项新型战略技术

　　华中科技大学是国内从事快速制造技术研究与开发的主要单位之一。华中科技大学材料学院副院长、快速制造中心主任史玉升表示，快速制造技术与传统工艺相比具有独特的优越性和特点。

　　一是突破了传统去除加工方法的限制，无需零件毛坯和大型锻造、铸造设备及模具，可实现材料制备与成形的一体化，显著缩短零件制造周期、降低制造成本、提高材料利用率。

　　二是在同一套生产系统上可进行不同材料零件的制造，具有广泛的材料及设计适应性。

　　三是整个生产过程数字化，可以方便地通过材料及工艺的调节与控制，实现多种材料在同一零件上的集成制造，满足零件不同部位的不同性能需要。

　　四是由于采用非接触加工的方式，没有工具更换和磨损之类的问题，无切割噪音、振动以及废水、废料等排放，符合现代绿色制造理念。

　　史玉升认为，快速制造技术是一种新型的数字化添加材料成形技术，对于产品的几何形状并没有约束，可以说“只要你想得到，我就可以做出来”。因此，设计零部件时可以采用最优的结构设计，而无需顾虑加工问题。而这正是快速制造技术最大优势所在———拓展设计人员的想象空间，尤其是在航空航天、武器装备、汽车等动力装备结构复杂的高端领域。

　　近几年来，从快速成形向快速制造迅速转变成为全球先进制造中一个新动向，这已发展成为一种“战略技术”。

　　欧美已将快速制造技术视为提升航空航天、汽车及武器装备等核心领域水平的关键支撑技术之一。例如，美国能源部大额资助Sandia及L osA lom os国家实验室，开展高性能金属零部件快速制造技术。在美国空军、陆军及国防部联合资助下，该技术在波音、军火巨头洛克西德·马丁公司、国防供应商诺斯洛普格鲁曼等飞机制造企业获得实际应用。在我国已启动的各类重大科技专项、“973”计划、“863”计划、科技支撑计划中，尚未将快速制造技术列为重点发展领域。部分业内人士认为，有必要以政府行为支持和推进该技术在我国制造领域的广泛应用，使之成为我国向自主制造国家转变的一把钥匙。

　　研发领先应用滞后

　　国际权威机构预测，快速制造作为一个独立的生产技术，拥有1.3万亿美元的市场。我国虽然具有国际先进技术，但应用率却不高。快速制造领域国际权威报告《沃勒斯报告2010》统计显示，全球投入使用的快速制造装备一半来自美国，我国产品销售量仅占全球4.8%。其原因并非技术和整体装备的质量问题，恰恰相反，我国在多项关键技术和装备大型化方面处于全球领先水平。

　　1991年，华中科技大学快速制造中心开始从事快速制造技术的创新性研发，1994年取得历史性突破，研制成功我国第一台薄材叠层激光快速制造装备，随后又研制成功“粉末材料激光快速制造装备和紫外光固化快速制造装备”。这几种快速制造装备现已形成系列产品，使我成为继美国、德国之后，独立自主掌握这一先进技术的国家。

　　在粉末材料激光快速制造装备的大型化方面，走在了世界的前列。该装备采用一机多材，即在同一台装备上可以成形多种粉末材料。据悉，德国E O S公司的最新装备采用一机一材，即同一台装备仅能采用同一种粉末材料成形，且装备成形空间与应用范围要小于我国的快速制造装备。

　　华中科技大学在快速制造领域的研究成果引起国际高度关注。美国通用电气公司向其定制的一款零件，是钨镍材料制造O .1毫米壁厚网格结构金属零件，两片手机芯片大小的立体空间拥有多达156个微细网格。有关专家分析，这可能是军用产品。

　　快速制造技术突破了制造难题，它有望增强设计人员自主创新的信心和热情，推动我国由“中国制造”迈向“中国创造”。