【解析】增材制造技術(shù)在裝備維修中的應(yīng)用

增材制造技術(shù)最早起源于19世紀(jì)末的美國，到20世紀(jì)80年代后期，發(fā)展成熟并被廣泛應(yīng)用。近年來，增材制造技術(shù)獲得迅猛發(fā)展，由于其在民用和軍用制造領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用潛力，受到世界各國高度重視。開展增材制造技術(shù)在通用裝備維修保障中的應(yīng)用論證與試驗驗證研究，對我軍通用裝備維修保障的發(fā)展具有重要意義。

1    增材制造：制造業(yè)的革命
增材制造技術(shù)正在蓬勃發(fā)展，其應(yīng)用和服務(wù)服務(wù)從航空航天（NASA）、國防部、能源部到日常用品市場，如圖所示。

增材制造產(chǎn)品和服務(wù)銷售量將逐年增加。如下圖。

《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志在2011年預(yù)測，“3D打印生產(chǎn)的最終產(chǎn)品現(xiàn)在是20%，而且不是樣機(jī)。到2020年，它可能達(dá)到50%”。

2增材制造的現(xiàn)狀
增材制造現(xiàn)有市場分布如下圖所示。從目前的情況看，國防部系統(tǒng)所占有的比例還不是很大，有很大的發(fā)展機(jī)遇和廣闊的市場前景。

增材制造產(chǎn)品和服務(wù)全球市場的發(fā)展預(yù)測如下圖（產(chǎn)值以百萬美元計），幾年之內(nèi)其產(chǎn)值將數(shù)倍增長。

從20世紀(jì)80年代以來，快速原型樣機(jī)就已經(jīng)存在
原始專利正在失效：迅猛的創(chuàng)新，新的競爭者和價格降低的趨勢
全球競爭劇烈和機(jī)遇寬廣：在增材制造技術(shù)發(fā)展中，美國引領(lǐng)和發(fā)展增材制造以及主導(dǎo)部分和設(shè)備分銷；但是，許多現(xiàn)有設(shè)備制造商和材料供應(yīng)商的基地不在美國；在其他國家（中國、新加坡、英國）政府/公有資金協(xié)調(diào)地大量投資于增材制造；美國對于持續(xù)引領(lǐng)技術(shù)發(fā)展和奪取市場優(yōu)勢泰然自若，但需要領(lǐng)導(dǎo)和協(xié)調(diào)努力于美國制造和其他投資

3增材制造（AM）/3D打印技術(shù)
增材制造的定義（ASTM 2792-12）：“從3D模型數(shù)據(jù)通常將材料層層疊加制作物體的過程，這個過程與減去材料制造的傳統(tǒng)機(jī)械加工相反。”ASTM定義了7種不同的增材制造，它們有各自特殊的方法。其中的兩種方法如下示意圖。左圖是“立體平版印刷”（又稱立體光刻，stereolithography）。

右圖是熔融沉積成型（FDM，fused deposition modeling）的示意圖。圖中，1表示噴嘴噴出熔化的塑料（可塑體）；2堆積的材料；3可控的可移動平臺。

3D打印如何工作？請看以下示意圖

ASTM對7種增材制造過程的定義，如下表

增材制造范例種種，如下圖表

4增材制造的挑戰(zhàn)和普遍采用的約束
在增材制造研究與應(yīng)用中，面臨種種問題和挑戰(zhàn)，特別是普遍推廣應(yīng)用受到種種因素的制約。研究這些問題和制約因素及其影響，將有利于其技術(shù)發(fā)展。

5美國制造-國家增材制造創(chuàng)新協(xié)會
什么是“美國制造-國家增材制造創(chuàng)新協(xié)會”?
協(xié)會是由工業(yè)界、政府和大學(xué)多機(jī)構(gòu)的合作組成，由國防有關(guān)的制造業(yè)科技（S&T）團(tuán)隊引領(lǐng)的。協(xié)會工作體現(xiàn)了公私合作。其成員來自各軍種、航空航天局（NASA）、國家科學(xué)基金會（NSF）和大學(xué)。協(xié)會的任務(wù)或目的是：
面向工業(yè)界分享設(shè)備設(shè)施，特別是受企業(yè)事業(yè)和小型企業(yè)的喜愛
促進(jìn)技術(shù)轉(zhuǎn)移和商業(yè)化
確定技術(shù)準(zhǔn)備等級（TRL）/制造準(zhǔn)備等級（MRL）4-7
延伸教育和人力開發(fā)
5000萬美元政府啟動保證投資，3000萬美元合作協(xié)議給予
增材制造協(xié)會為隨后的制造創(chuàng)新協(xié)會提供了模式
為什么“美國制造”？
“美國制造”創(chuàng)造了合作的機(jī)制：資源共享，風(fēng)險共擔(dān)。合作開發(fā)人員訓(xùn)練，評估，案例研究。具體工作包含合作開發(fā)材料規(guī)范，工藝規(guī)范，材料數(shù)據(jù)庫，設(shè)計準(zhǔn)則，應(yīng)用指南等。公私投資項目塞進(jìn)投資項目。協(xié)會采用專題討論會、工作組、項目等形式，協(xié)同研究解決有關(guān)問題。通過協(xié)會擴(kuò)充團(tuán)體的知識，包含有關(guān)基礎(chǔ)知識、在線協(xié)作工具、數(shù)據(jù)庫、規(guī)范、應(yīng)用指南和全部課程。

政府結(jié)構(gòu)-共同領(lǐng)導(dǎo)
對于“美國制造”，政府建立了強有力的組織領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)，包括執(zhí)行委員會、管理委員會、技術(shù)顧問委員會實施共同領(lǐng)導(dǎo)�！懊绹�制造”設(shè)有主任、執(zhí)行主任和副主任等職務(wù)。

6未來國防部增材制造的設(shè)想
面向增材制造設(shè)計，并在子系統(tǒng)或整個企業(yè)中快速使用多種材料生產(chǎn)新的零部件，以實現(xiàn)新的輕量設(shè)計并減少燃料費
鑒定和確認(rèn)合格的增材制造材料和工藝，供設(shè)計者在新的和現(xiàn)有系統(tǒng)中能夠使用
采用增材制造能夠為老舊零部件生產(chǎn)相當(dāng)?shù)奶鎿Q品
增材制造用于“聚焦后勤“-在適當(dāng)?shù)臅r間適當(dāng)?shù)牡攸c提供適當(dāng)?shù)牧悴考?br /> 增強美國工業(yè)基地，推進(jìn)美國經(jīng)濟(jì)的制造部門，并支持社會、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和軍事教育

來源：譯普賽斯