來(lái)源：3D打印技術(shù)參考

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2月8日，美國(guó)白宮發(fā)布更新版《關(guān)鍵和新興技術(shù)清單》(Critical and Emerging Technologies List，簡(jiǎn)稱CET List)，這或?yàn)榧磳⒊雠_(tái)的美國(guó)技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力和國(guó)家安全戰(zhàn)略提供信息支撐。

美國(guó)為了編制這份更新版的CET清單，動(dòng)用了眾多職能部門。包括來(lái)自總統(tǒng)執(zhí)行辦公室的18個(gè)部門、機(jī)構(gòu)和辦公室的專家以及國(guó)家安全委員會(huì)的相關(guān)部門。在過(guò)去一年里他們推動(dòng)了廣泛的跨機(jī)構(gòu)審議過(guò)程，確定了可能對(duì)美國(guó)國(guó)家安全至關(guān)重要的CET分支領(lǐng)域，3D打印技術(shù)再一次被納入其中。

3D打印技術(shù)被確定在先進(jìn)制造名錄下，其他先進(jìn)制造技術(shù)還包括可持續(xù)制造、智能制造和納米制造。 

3D打印技術(shù)不僅被列入了名單，而且它對(duì)文件中的其他幾項(xiàng)新興技術(shù)至關(guān)重要，如先進(jìn)工程材料、自主系統(tǒng)和機(jī)器人、生物技術(shù)、通信技術(shù)、可再生能源發(fā)電和存儲(chǔ)、空間系統(tǒng)、半導(dǎo)體和微電子。

雖然3D打印在其中一些領(lǐng)域的應(yīng)用仍處于起步階段，但該技術(shù)有望在許多已確定的領(lǐng)域提供廣泛的應(yīng)用和研發(fā)機(jī)會(huì)。介于清單中再次包含增材制造，以及其對(duì)其他技術(shù)領(lǐng)域的重要作用，表明該技術(shù)在幫助美國(guó)實(shí)現(xiàn)其國(guó)家安全目標(biāo)方面的潛力越來(lái)越大。

美國(guó)《關(guān)鍵與新興技術(shù)清單》2020與2022版對(duì)比（來(lái)自道瓊斯風(fēng)險(xiǎn)合規(guī)）

美國(guó)軍事組織確實(shí)在借助3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)國(guó)土安全方面動(dòng)作頻繁。

2021年6月10日，美國(guó)防部研究與工程副部長(zhǎng)辦公室發(fā)布國(guó)防部5000.93指示《增材制造在國(guó)防部的使用》，該指示作為首份面向增材制造（AM）的頂層政策文件，就增材制造在國(guó)防部的實(shí)施和應(yīng)用制定政策、明確責(zé)任并細(xì)化程序。

美國(guó)陸軍不僅要求3D Systems開發(fā)9激光器1m*1m x 0.6m的大型金屬3D打印機(jī)，同時(shí)投資建造目標(biāo)尺寸9 x 6 x 3.6 m的世界最大金屬3D打印機(jī)；

美國(guó)空軍則大力開發(fā)連續(xù)復(fù)合材料3D打印，用于無(wú)人機(jī)機(jī)翼成型，并且與GE公司開展金屬3D打印探路者計(jì)劃；

美國(guó)海軍2021年與Stratasys達(dá)成25臺(tái)2000萬(wàn)美元的歷史最大政府3D打印機(jī)購(gòu)買交易，這份合同甚至是Stratasys迄今為止最大的政府項(xiàng)目。

此外，美過(guò)國(guó)防部還授予ExOne粘結(jié)劑噴射3D打印移動(dòng)方艙的制造合同，用以開發(fā)一個(gè)完全可操作的3D打印移動(dòng)“工廠”，支持陸、海、空直接部署在野外，支持戰(zhàn)區(qū)、災(zāi)難救濟(jì)或其他遠(yuǎn)程零件制造任務(wù)。

由此可見(jiàn)，美國(guó)軍隊(duì)從最高決策層到各軍種對(duì)這項(xiàng)技術(shù)都格外重視。

美國(guó)確實(shí)在3D打印技術(shù)的某些領(lǐng)域保持著全球領(lǐng)先地位。

大型連續(xù)纖維3D打印技術(shù)

連續(xù)纖維3D打印技術(shù)綜合利用工業(yè)機(jī)器人、末端執(zhí)行器、原位檢測(cè)、智能監(jiān)測(cè)與機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，能夠快速輸送、沉積連續(xù)纖維增強(qiáng)體。美歐3D打印技術(shù)開發(fā)商與機(jī)器人制造商已共同開發(fā)了一系列先進(jìn)的連續(xù)纖維3D打印設(shè)備與制造工藝，誕生了Orbital Composites、Continuous Composites、Arris Composites等公司。在該技術(shù)領(lǐng)域，我國(guó)發(fā)展滯后。

增減材3D打印技術(shù)

該技術(shù)在航空航天、軍事等領(lǐng)域具有重要價(jià)值，并因此名列2020年的出口管制名單。美國(guó)洛馬公司、HybridManufacturing Technologies、Fabrisonic、Relativity Space等公司在該領(lǐng)域都頗有建樹，尤其以Relativity Space世界最大金屬3D打印機(jī)最為知名，借助強(qiáng)大的增減材混合制造能力，該公司能夠在30天內(nèi)打印出整個(gè)火箭整流罩，并能在短短60天內(nèi)生產(chǎn)出整枚火箭。

粘結(jié)劑噴射3D打印技術(shù)

美國(guó)在該技術(shù)領(lǐng)域保持絕對(duì)領(lǐng)先地位，幾大粘結(jié)劑噴射3D打印的供應(yīng)商，Exone、Desktop Metal、GE Additive、HP均是美國(guó)企業(yè)。該技術(shù)能夠有效解決3D打印工藝過(guò)程中的高成本、相對(duì)較長(zhǎng)加工周期的問(wèn)題，從而將金屬3D打印推向批量化生產(chǎn)。這項(xiàng)技術(shù)被汽車行業(yè)廣泛看重，福特、大眾等公司也與相關(guān)企業(yè)展開了相關(guān)合作。而在同技術(shù)領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)目前鮮有可商業(yè)化的產(chǎn)品。

無(wú)支撐金屬3D打印技術(shù)

不需支撐或少支撐進(jìn)行大尺寸金屬3D打印對(duì)許多工業(yè)最終用戶來(lái)說(shuō)非常有吸引力，此舉在增加設(shè)計(jì)復(fù)雜性、簡(jiǎn)化后處理方面至關(guān)重要。美國(guó)Velo3D公司在該技術(shù)領(lǐng)域保持絕對(duì)領(lǐng)先地位，國(guó)內(nèi)鮮有該方面的技術(shù)，更無(wú)產(chǎn)品。通過(guò)集成質(zhì)量保證體系及先進(jìn)的軟件系統(tǒng)以及無(wú)支撐技術(shù)，該公司獲得了來(lái)自航空航天和能源市場(chǎng)的充足客戶。

3D打印仿真軟件

3D打印工藝仿真主要研究加工參數(shù)、粉末、幾何構(gòu)型等因素對(duì)于宏觀變形、殘余應(yīng)力、部件微觀內(nèi)部金相組織及性能的影響，對(duì)于零件控形控性研究與生產(chǎn)具有重要價(jià)值。在該技術(shù)領(lǐng)域，美國(guó)有ANSYS、Netfabb等成熟的解決方案，而我國(guó)目前還處于研究階段。

先進(jìn)設(shè)計(jì)軟件

面向增材制造的先進(jìn)設(shè)計(jì)工具集合了強(qiáng)大的幾何建模和仿真分析功能，并在充分考慮增材制造工藝特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，幫助工程師快速掌握面向增材制造的設(shè)計(jì)方法，充分發(fā)揮增材制造帶來(lái)的廣闊自由度，同時(shí)可重復(fù)使用的工作流使設(shè)計(jì)流程走向自動(dòng)化。美國(guó)nTopology是知名的優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)，此軟件開發(fā)出了一些列優(yōu)秀的設(shè)計(jì)，在技術(shù)領(lǐng)域國(guó)內(nèi)存在很大差距。

此外，在3D打印應(yīng)用環(huán)節(jié)美國(guó)也具有領(lǐng)先地位，來(lái)自航空航天、汽車行業(yè)的用戶積極推進(jìn)該技術(shù)在產(chǎn)業(yè)鏈中的應(yīng)用，并誕生了多個(gè)批量化生產(chǎn)的案例。

不過(guò)，經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，國(guó)內(nèi)3D打印技術(shù)也獲得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。

此前，美國(guó)在樹脂噴射、高性能線材擠出領(lǐng)域保持多年優(yōu)勢(shì)，隨著中國(guó)遠(yuǎn)鑄智能、上海復(fù)志、賽納三維等企業(yè)的崛起，該領(lǐng)域已經(jīng)度過(guò)了追趕期；

在高速光固化技術(shù)領(lǐng)域，美國(guó)Carbon公司遙遙領(lǐng)先，并在材料、設(shè)計(jì)領(lǐng)域保持先進(jìn)性，中國(guó)在該技術(shù)領(lǐng)域較為知名的是清鋒時(shí)代。

在材料領(lǐng)域，此前高質(zhì)量的3D打印材料多依賴進(jìn)口，但隨著寶航新材料、康普錫威等本土品牌的快速成長(zhǎng)，鈦合金3000元/公斤以及高端材料依賴進(jìn)口的時(shí)代一去不復(fù)返。

在金屬3D打印領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)開發(fā)商也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了獨(dú)立自主，在國(guó)內(nèi)大有完全替代進(jìn)口品牌的勢(shì)頭，無(wú)論在打印尺寸、激光器數(shù)量和制造效率、質(zhì)量方面也與國(guó)外相當(dāng)，甚至有超越之勢(shì)。

對(duì)于高端制造，我國(guó)同樣也將部分3D打印技術(shù)納入了“限制出口技術(shù)目錄”。

最為知名的當(dāng)屬王華明院士采用3D打印制造大型整體鈦合金結(jié)構(gòu)件的技術(shù)，該技術(shù)使我國(guó)在大型飛機(jī)承載結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造方面趕超國(guó)外；此外，由武漢天昱智能制造有限公司與華中科技大學(xué)合作開發(fā)的微鑄鍛銑一體化增材制造機(jī)床也被列入了中國(guó)“限制出口技術(shù)目錄”，該技術(shù)突破了傳統(tǒng)增材技術(shù)無(wú)法制造鍛件的瓶頸，一經(jīng)問(wèn)世便獲得了GE、空客、商飛、西飛、成飛等大型企業(yè)的高度關(guān)注。

對(duì)于3D打印技術(shù)的發(fā)展水平，中國(guó)在某些領(lǐng)域已居全球領(lǐng)先水平，但在某些技術(shù)層面則確實(shí)存在差距。尤其在技術(shù)層級(jí)的發(fā)展上，中國(guó)一直在追逐美國(guó)的腳步，當(dāng)我們大力發(fā)展起某項(xiàng)技術(shù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)對(duì)方已經(jīng)換了思路，開辟了新的技術(shù)領(lǐng)域，這種現(xiàn)象值得我們深思并作出改變。

美國(guó)發(fā)布的這份更新后的清單不應(yīng)被解釋為政策制定或資助的優(yōu)先清單，但它確實(shí)清楚地表明了美國(guó)為加強(qiáng)國(guó)家安全而關(guān)注的領(lǐng)域。在制定研究和推進(jìn)支持國(guó)家安全任務(wù)的技術(shù)計(jì)劃時(shí)，美國(guó)部門和機(jī)構(gòu)可參考這份清單。拜登政府同時(shí)也是在告知盟友和合作伙伴，促進(jìn)和保持共同的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，保護(hù)敏感技術(shù)不被挪用和濫用。這也意味著美國(guó)一些全球領(lǐng)先的3D打印技術(shù)及其產(chǎn)品可能對(duì)中國(guó)實(shí)行禁運(yùn)。

注：本文內(nèi)容來(lái)自3D打印技術(shù)參考。