增材制造，又叫做3D(Three Dimensions)打印，是以計(jì)算機(jī)三維數(shù)字模型為基礎(chǔ)，通過軟件分層離散和數(shù)控成形系統(tǒng)，用激光、電子束、熱熔噴嘴等方式將粉末、樹脂、熱塑等材料在二維平面上進(jìn)行逐層堆積黏結(jié)，從而快速制造出與數(shù)模設(shè)計(jì)一致的實(shí)物產(chǎn)品。與傳統(tǒng)減材加工制造技術(shù)不同，增材制造大幅節(jié)約了原材料在去除、切削、再加工過程中的消耗，同時(shí)不受傳統(tǒng)加工工藝的限制，可以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化或自由重塑，極大降低了后續(xù)工藝流程的工作難度和時(shí)間損耗。增材制造融合了IT、先進(jìn)材料、智能制造等多種技術(shù)，被認(rèn)為是制造業(yè)最具顛覆性和代表性的新興技術(shù)之一，代表著高端制造的發(fā)展方向。
 
  增材設(shè)備可分為桌面級(jí)和工業(yè)級(jí)兩種，其中桌面級(jí)打印設(shè)備發(fā)展較為成熟，技術(shù)難度較低，以非金屬為主要原材料，目前生產(chǎn)廠商眾多，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。工業(yè)級(jí)增材設(shè)備包含工業(yè)金屬級(jí)和非金屬級(jí)兩種，其中金屬級(jí)技術(shù)門檻及銷售價(jià)格均較高，國(guó)外相關(guān)專利技術(shù)仍處于保護(hù)期限內(nèi)，因此企業(yè)自我投入研發(fā)資金較大，同時(shí)由于技術(shù)仍處于不斷迭代更新和打磨之中，設(shè)備生產(chǎn)廠家數(shù)量較少，目前大部分工業(yè)級(jí)增材設(shè)備廠商以細(xì)分領(lǐng)域市場(chǎng)應(yīng)用或?qū)Ｓ迷牧显O(shè)備研究為目標(biāo)，進(jìn)行差異化競(jìng)爭(zhēng)。根據(jù)Wohlers Associates的分類，增材裝備以售價(jià)5000美元/臺(tái)為標(biāo)準(zhǔn)線，5000美元及以上屬于工業(yè)級(jí)增材裝備，5000美元以下屬于桌面級(jí)增材裝備。由于增材制造技術(shù)在誕生初期就是以工業(yè)服務(wù)為主要目標(biāo)，因此工業(yè)級(jí)增材裝備的研究起步時(shí)間基本與增材制造技術(shù)誕生時(shí)間一致，而桌面級(jí)真正起步于2007年，比工業(yè)級(jí)晚了21年。
 
  相較于傳統(tǒng)加工制造業(yè)，金屬級(jí)增材制造的核心優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在對(duì)復(fù)雜零部件的結(jié)構(gòu)重塑和工藝再設(shè)計(jì)方面。傳統(tǒng)制造業(yè)以產(chǎn)品制造為出發(fā)點(diǎn)，更多的是基于現(xiàn)有制造水平進(jìn)行設(shè)計(jì)，往往會(huì)出現(xiàn)模具難制作、鑄造鍛造出的產(chǎn)品過于笨重、零部件組裝復(fù)雜、后續(xù)機(jī)加工難度高、時(shí)間長(zhǎng)等問題，甚至?xí)霈F(xiàn)超復(fù)雜異構(gòu)件難以制造的情況。而增材制造可以做到完全以產(chǎn)品性能為導(dǎo)向?qū)?fù)雜結(jié)構(gòu)件進(jìn)行結(jié)構(gòu)重塑，設(shè)計(jì)更加自由，一體成型，同時(shí)保證產(chǎn)品尺寸精度、成型參數(shù)、力學(xué)性能等不低于客戶要求。通過點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)、蜂窩結(jié)構(gòu)、復(fù)雜流道設(shè)計(jì)等不斷優(yōu)化產(chǎn)品制造方案，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品輕量化、節(jié)約材料損耗，通過變形控制、余量添加設(shè)計(jì)等方案減輕后處理環(huán)節(jié)的工作難度，減少加工時(shí)間。金屬級(jí)增材制造更貼近設(shè)計(jì)本源，注重一體化成型，減少不必要的鏈接裝置如螺絲螺母，使得產(chǎn)品可靠性更加優(yōu)異。以GE公司生產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴嘴為例，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)將噴嘴切割成20多個(gè)零件分別加工制造，然后通過焊接組裝，而GE改用增材制造方法后，將零件從20多個(gè)減少到3個(gè)，重量降低25%，產(chǎn)品強(qiáng)度增加3倍，使用壽命提高5倍，從而使每架飛機(jī)成本節(jié)約近300萬(wàn)美元。據(jù)統(tǒng)計(jì)，增材制造普遍可以實(shí)現(xiàn)零部件15%-60%的減重，減少多達(dá)80%的加工損耗，產(chǎn)品設(shè)計(jì)及研發(fā)周期也大大縮短，因此增材制造具備一定的成本和時(shí)間優(yōu)勢(shì)。