在电视媒体的报道中，3D打印似乎简化成了一台台可以放在桌面上的打愈，它们以塑料为材质，打出各种小模型、小玩具。其实，3D打印目前真正直接用于制造业的，是远离日常生活的重工业领域，比如航空航天、核电设备等。

　　12月3日，在上海举行的“3D打印技术与未来”高峰论坛上，有中国3D打印之父之称的中国工程院院士卢秉恒称，3D打印作为科技专项，其重点突破的领域应该是航空航天产品高效研制、医学组织器官定制化制造，以及汽车、微纳器件。而这里面，航空航天又为重中之重。

　　卢秉恒透露，上述建议作为中国增材制造(即俗称的“3D打印)发展战略的一部分，已经由中国科学院院士路甬祥及中国工程院院长周济领衔制定，并提交给了高层领导。

　　目前，中国在将3D打印技术运用于航空航天领域上走在了全球的前列。

　　百分之**十的企业会死掉

　　3D打印，其实就是增材制造。目前关于其定义形形**。清华大学机械工程系教授、先进成形制造教育部重点实验室副主任林峰给出的解释是：如果是传统的加工方式，是通过增加制造工具和机床的加工维数，从*早的三轴联动、四轴联动到五轴联动，联动的轴数越来越多，以应对零件复杂程度的越来越提高。这是一种增维制造的方法。而三维打印是一种降维制造过程，它把三维零件结构的加工过程先离散成一系列二维的片层，然后堆叠起来，*后完成三维结构成型。它把零件的复杂程度简化了。所以降维制造或是分层制造，是它*明显的特点。

　　“离散-堆积原理是三维打印的基本原理。”林峰说。

　　离散的过程把三维的零件沿一个方向切成一片一片，就像微积分中的“微分”过程。在每一个片层里面，可以进一步离散，变成一条条线段。每条线段中又可以进一步离散，变成一个个点。*后把它连起来形成一种低维的型体，点线面。这是在计算机中处理的数据过程。然后在设备的物理环境中再把这些点线面叠在一起，形成三维的实体零件，这是一个堆积的过程。离散和堆积两个环节在三维打印里缺一不可。像盖房子，就是一个堆积的过程，但是不把它称为三维打印，因为它不在计算机离散数据的控制下，而是在人为操作下运行。

　　目前，国内凡是挂上3D打印招牌的，都会迎来资本市场的热炒。对此，**集团董事长、软银赛富投资合伙人陆豪提出了冷思考：互联网时代早期，只要触网的都会拉升，现在的3D打印也是，百分之**十会死掉，剩下百分之二三十才是真正做到有应用方案和收益的。

　　在陆豪看来，只有找到了真正适合3D打印特征的应用，才能具备价值。而重工、医疗以及建筑等，是*有可能的。

　　主力应用航空制造

　　北京航空航天大学材料学院材料加工工程系主任、材料加工工程学科责任教授王华明，是3D打咏空科技领域的**者。其带领的团队在国际上**突破了飞机钛合金等大型主承力构件激光成形工艺、装备和应用关键技术。

　　在3日的论坛上，王华明就航空与3D打印结合，举了中国C919大型客机的例子。该机型的机头驾驶室的主风挡窗框，就运用了他们的激光3D打印技术。“商飞如果从国外订货，周期至少两年，仅模具费用就需要1300万元人民币。当时工期还剩55天，商飞找到我们，时间很紧，但我们还是完成了，而成本仅为120万元。”

　　凭借“飞机钛合金大型复杂整体构件激光成形技术”，王华明今年获得了国家技术发明一等奖。今年9月，**中央政治局就**驱动发展战略，来到中关村集体调研学习，其**站便是3D打印，作为领军人物，王华明向**中央总书记习**作了15分钟的汇报。

　　航空制造之所以与钛合金有着不解之缘，是因为钛合金具有密度低、比强度高、屈强比高、耐蚀性及高温力学性能好等突出特点。其在航空装备中用量越来越大，而且主要被用作各种机身加强框、梁、接头等飞机大型关键主承力结构件。

　　可查资料显示，波音公司和空客公司研制的新一代民用客机(787、380)中，钛合金用量已由第三代(747、300)的不到4%上升到9%以上，第三代歼击机中钛合金结构件用量由F-16的约3%增加到了F18、苏-27的15%以上，而第四代歼击机F-22中钛合金结构件用量已占机身结构总重量的41%。大型整体钛合金结构件用量的高低，已成为衡量飞机等国防装备技术先进性的重要标志之一。

　　但是，由于受钛合金本性的影响，采用“锻造+机械加工”等传统技术制造这些大型复杂钛合金关键结构件，不仅需要大型钛合金铸锭熔铸与制坯、万吨级以上重型液压锻造工业装备，而且制造工序繁多、工艺复杂，需要大型钛合金铸锭真空熔铸、大规格锻坯制备、大型锻造模具加工等，零件机械加工余量很大、材料利用率低(一般小于5%~10%)、数控加工时间长、制造成本高、生产周期长。

　　而高性能金属结构件激光熔化沉积“近净成形”制造技术，利用快速原型制造的基本原理，以金属粉末(或丝材)为原材料，通过高能激光束对金属原材料的逐层熔化堆积，直接由零件CAD模型一步完成全致密、高性能、大型复杂金属零件的“近终成形”制造，是一种具有“变革性”意义的数字化、短周期、低成本、先进“近净成形”制造新技术，在航空、航天等国防装备研制与生产中具有广阔的应用前景。

　　“根据其结构设计、材料制备、构件制造一体化的特点，3D打印对于设计复杂、超复杂的大型乃至超大型结构，有着低成本、短流程、快速数字制造的特点。”王华明称，“有了3D打芋，一些超大超复杂的产品制造就成为了可能，这便解放了设计师，使他们可以大胆设计。”

　　改变核电主管道制作工艺

　　在王华明看来，3D打印是制造技术大家庭的一名新成员，不会颠覆或取代传统制造技术，“但作为一种变革性的制造新技术，其发展潜力巨大。”

　　至于其适用的领域，王华明总结为“贵而难加工的材料，以及大而复杂的高性能整体构件”。

　　清华大学教授、中国3D打印技术产业联盟**顾问颜永年对此表示认同。颜永年认为，3D打印在核电制造上大有可为，“核电的主管道一般重8-10吨，造价在1500万元左右，进口的可能还要达到2500万元。对核电主管道来说，平均一吨的造价就是150万元。这是全球所有锻件中*贵的。而这种锻件，就值得用3D打印来做。”

　　核电的主管道可谓是庞然大物，以AP1000为例，其内径有700mm，外径有1200mm。其功能又相当于人心脏的冠状动脉，是核心中的核心。

　　随着新的核电**要求越来越高，比如现在AP1000的核电管道要求一体化成型，禁止空间曲线焊缝，整个核电制造业面临着越来越大的压力。用已有工艺，上海电气集团做AP1000的主管道，锻造单根的流程需要一年时间，而且材料浪费大。

　　比如为了制造AP1000的堆芯段，锻件重量是99吨，但需要的钢锭是300吨。又比如AP1000的底封头，锻件重量是18吨，但钢锭重量要达到114吨。

　　颜永年称，采用融合了3D打印技术的A-DM技术后，制作核电主管道模具费用可以节省四分之三，材料利用率从5%~15%提高到85%~90%，生产周期缩短三分之二，能源节省60%，大大提***锻件的可靠性、一致性和精度。

　　A-DM法，即利用粉末作为原料，采用3D打印的LCD成形方法，直接获得无偏析、变形合理、极小余量接近净成形坯件，以替代钢锭开坯和预锻。通过垂直分模挤压，获得内部缺陷、强度、抗疲劳性能和晶粒度等均达到要求的AP-1000主管道。

　　颜永年透露，就这个技术，他和一重、二重、中广核、国核技接触了很多次。

　　不过，目前该技术中的基础装备12万吨垂直压机和7万吨水平压机还没有做出来。“我们的压机计划是在江苏省做的，根据清华大学和江苏省的协议，我们来到了昆山，现在我觉得江苏吃不下这个项目，我觉得还是放到上海比较好。”

　　吸引颜永年的，还有自贸试验区因素。“有了自贸试验区之后，我们打算在这里办一个窗口企业，而制造工厂则在自贸试验区外的临港地区。”颜永年称，“临港这里非常好，有核电基地，有中船重工。中船重工需要很多容器，还有商飞、商发，它们也需要很多大锻件。我们希望我们的土地就在商飞的后面。这里有**锻件的大量需求，而我们的技术又非常有效。”

　　自贸试验区的优势在金融，做**锻件需要大量资金，而外国的银行融资成本低。

　　“上海作为有老工业基地底蕴的城市，对基础装备的理解也比其他地方好，其他地方能够理解纺织装备，能够理解织布装备，但没法理解基础装备，他们只知道装备就是装备，不知道还有装备的装备。*终觉得我们的归属还应该是上海临港，尤其是有了自贸试验区之后，原来没有下定决心的，现在下定决心了。”