3D打印技術能否引領不銹鋼制造？

何為3D打印？

3D打印，即快速成型技術的一種，它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。

3D打印通常是采用數字技術材料打印機來實現的。常在模具制造、工業設計等領域被用于制造模型，后逐漸用于一些產品的直接制造，已經有使用這種技術打印而成的零部件。該技術在珠寶、鞋類、工業設計、建筑、工程和施工（AEC）、汽車，航空航天、牙科和醫療產業、教育、地理信息系統、土木工程、槍支以及其他領域都有所應用。

3D打印技術始于20世紀90年代，本質上來說，它的打印原理同日常生活中使用的打印機沒什么兩樣，只是將油墨換成了液態塑料或粉末金屬。

3D打印的應用

航天科技：2014年9月底，NASA預計將完成首臺成像望遠鏡，所有元件基本全部通過3D打印技術制造。NASA也因此成為首家嘗試使用3D打印技術制造整臺儀器的單位。

這款太空望遠鏡功能齊全，其50.8毫米的攝像頭使其能夠放進立方體衛星（CubeSat，一款微型衛星）當中。據了解，這款太空望遠鏡的外管、外擋板及光學鏡架全部作為單獨的結構直接打印而成，只有鏡面和鏡頭尚未實現。該儀器將于2015年開展震動和熱真空測試。

2014年8月31日，美國宇航局的工程師們剛剛完成了3D打印火箭噴射器的測試，本項研究在于提高火箭發動機某個組件的性能，由于噴射器內液態氧和氣態氫一起混合反應，這里的燃燒溫度可達到6000華氏度，大約為3315攝氏度，可產生2萬磅的推力，約為9噸左右，驗證了3D打印技術在火箭發動機制造上的可行性。

醫學領域：2014年8月28日，46歲的周至農民胡師傅在自家蓋房子時，從3層樓墜落后砸到一堆木頭上，左腦蓋被撞碎，在當地醫院手術后，胡師傅雖然性命無損，但左腦蓋凹陷，在別人眼里成了個“半頭人”。

除了面容異于常人，事故還傷了胡師傅的視力和語言功能。醫生為幫其恢復形象，采用3D打印技術輔助設計缺損顱骨外形，設計了鈦金屬網重建缺損顱眶骨，制作出缺損的左“腦蓋”，最終實現左右對稱。

2014年8月，北京大學研究團隊成功地為一名12歲男孩植入了3D打印脊椎，這屬全球首例。據了解，這位小男孩的脊椎在一次足球受傷之后長出了一顆惡性腫瘤，醫生不得不選擇移除掉腫瘤所在的脊椎。不過，這次的手術比較特殊的是，醫生并未采用傳統的脊椎移植手術，而是嘗試先進的3D打印技術。

房屋建筑：2014年8月，10幢3D打印建筑在上海張江高新青浦園區內交付使用，作為當地動遷工程的辦公用房。這些“打印”的建筑墻體是用建筑垃圾制成的特殊“油墨”，按照電腦設計的圖紙和方案，經一臺大型3D打印機層層疊加噴繪而成，10幢小屋的建筑過程僅花費24小時。

汽車行業：用3D打印技術打印一輛斯特拉提轎車并完成組裝需時44小時。整個車身上靠3D打印出的部件總數為40個，相較傳統汽車20000多個零件來說可謂十分簡潔。充滿曲線的車身由先由黑色塑料制造，再層層包裹碳纖維以增加強度，這一制造設計尚屬首創。汽車由電池提供動力，最高時速約64公里，車內電池可供行駛190至240公里。

服裝服飾：許多女人深知，遇到一件很合身的衣服是很不容易的事，用3D打印機制作的衣服，可謂是解決女人們挑選服裝時遇到困境的萬能鑰匙。一個設計工作室已經成功使用3D打印技術制作出服裝，使用此技術制作出的服裝不但外觀新穎，而且舒適合體。

3D打印技術能否引領不銹鋼制造？

隨著3D打印金屬部件技術應用于工業規模化生產，增材制造將逐步替代切割制造。我國自主研發的3D打印金屬部件技術已經應用于制造航天部件和國產大飛機部件。

我們不妨設想一下，我們只需要將不銹鋼粉末放進事先設計好的3D打印機中，然后利用數學建模將需要制造的無縫鋼管的管徑、厚度、長度確定編制相應的程序。就可打印一根無縫鋼管，不論從制造時間還是節約設備、人力成本上來說都具有無法比擬的優勢。

如果這一技術能夠實現，那么有一天，是否我們只需要將鐵礦石等原材料粉碎，放在3D打印機中，就可制造出相應的鋼材來，屆時，這些污染性極高的高爐煉鋼就可被人類淘汰出局。