打印制造成型

过度炒作？3D技术根本就不能打印飞机

很多媒体人大多不是机械制造相关专业出身的，对制造技术没有深入的了解，有很多错误的观念。作为一个机械专业的，并...

很多媒体人大多不是机械制造相关专业出身的，对制造技术没有深入的了解，有很多错误的观念。作为一个机械专业的，并将继续在快速成型、先进制造方向读 Ph.D. 的工科生，有必要写一些关于快速成型（也就是 3D 打印）的东西。

我可以负责任地讲，至少目前，不是 3D 打印出的战斗机能不能飞的问题，而是 3D 打印能不能打印出战斗机的问题……我甚至可以说，10 年、20 年内，都不可能。

近年来，媒体对“3D 打印”这个概念绝对是过度炒作了。

普通人对制造的理解太过简单了，大概只有外形和材料的概念，非科班出身的人恐怕不理解“相”的概念，也不能理解“应力”之类的概念。

普通人会觉得，制造不过是把一种材料加工成特定的外形而已，大到飞机，小到螺丝钉，都一样；普通人会觉得两种材料之所以有性能上的差别，只取决于材料的成分；普通人不会知道铸件和锻件的区别，不会理解一块铁经历过加热再冷却的过程（热处理）之后发生了什么；至于加工硬化（冷作硬化）之类的，普通人就更不可能知道了。

但是，知道了上面那些，我们国家也还是做不出大飞机，做不出先进的航空发动机。

3D 打印，专业术语叫快速成型，精度的问题放在一边，因为这个相对容易解决。材料本身的性能才是最致命的问题，有知友提到快速成型可以成形精密的铸件，但是铸件的性能是很差的呀，航空上几乎不能用。更要命的是，3D 打印虽然叫“快速成型”，但是跟铸造比，慢得可怕，很难在工业上大量应用。

快速成型把材料丝熔化后再凝固，可以制造复杂外形的零件，甚至制造传统机械加工方法无法加工的零件，但是，几乎完全没有办法控制材料的微观结构，也就是“相”。但对于航空零件来说，这才是致命的。航空发动机的涡轮叶片，要求单晶，快速成型怎么实现？飞机的蒙皮，要求处于拉应力的状态，快速成型怎么实现？航空上的大部分零件，要应用锻件的性能，快速成型不可能达到。还有更多更多的数不清的问题……

我负责任地讲，没有任何一种现有的制造方法，可以单打独斗地解决航空制造中的所有问题，必须多种制造技术结合才行。快速成型，在零件性能方面的局限性几乎大于现有的任何一种制造方法，靠它来制造战斗机，不可能。任何媒体的报道，都不可信，因为他们根本不懂机械制造。

以目前的技术，3D 打印莫说造飞机，造出一根螺丝钉能不能达到剪切强度要求都很难说。

更别提媒体炒作的 3D 打印器官了，我现在就在国内 TOP 2 大学的生物制造实验室里作细胞的快速成型，虽然我们立项的时候把这个东西吹得很神，但是谁都明白，3D 打印器官这个东西，乍一看很简单，可行性很高，但真要做这件事，困难是数不清的，我现在的感觉是，没门。

也许我们实验室的水平不行，但是，做过科研的人都知道，不管自己的研究做到了什么水平，文献总还是要看的，学术会议总还是要开的，同行的交流是很频繁的，国际上最顶尖的团队做到了什么水平，就算自己达不到，也是清楚的。更何况，我们实验室的细胞低温成形方法也是世界领先的。

那么，3D 打印没用么？不是。快速成型在制造对强度要求不高但形状复杂的产品上具有很大的优势，在民用方面，也就是普通人下载个 CAD 模型然后自己制造产品方面，现状就不错。制造工业产品，目前还不行，但以后可能会应用得更多；制造像飞机主要部件这样的先进产品，我个人判断，死路一条。

下图这个飞机的部件如此的繁杂，让3D来打印何以保证质量和密度。

快速成型技术属于增材制造领域，增材制造确实是未来很有前途的一个方向，我刚才提到的涡轮叶片要求单晶，现有的技术是让材料单晶生长，这就是一种增材制造，但跟 3D 打印差得很远，完全不是一回事。我讲增材制造是很有前途的一个方向，绝不意味着它会取代传统的制造手段，因为没有一种手段是万能的。3D 打印更不可能是。

面对媒体铺天盖地的报道，没有专业知识，仅凭常识很难得出科学合理的结论。但是，我不明白为什么会有很多人认准了 3D 打印能改变世界，能制造一切，“只有想不出，没有造不出”？而且都说得很绝对。难道我学过的课，做过的实验都是浪费时间吗？

不是什么东西放到“未来”就一定可以的，3D 打印今天打不出的东西，有些留给子孙后代可以解决，比如尺寸精度；但更多的问题留给子孙后代也解决不了，比如打飞机。

楼下这个是3D打印的，如果是1比1打印出来的，有多少人敢坐。