从零件到系统:下一代增材制造

增材制造(AM)正在超越创造“愚蠢的比特”，并发展成为一种可以产生“智能技术”的工具．理查德·黑格(上图左)和克里斯托弗·塔克(下图左)教授研究了我们对下一代AM技术的期望

增材制造(AM)从早期的快速原型制造到后来的最终用途部件制造，已经取得了长足的进步。在几十年的技术发展中获得的经验教训，加上越来越多的科学研究人员的持续努力，已经推动AM成为适合21世纪的制造平台^圣世纪。

AM正在开始过渡，不仅仅是为工业创造金属、陶瓷或聚合物“比特”，我们现在正在展望超越这些单一材料组件的更大图景。目前正在研究结构材料和功能材料的共沉积，以期创造“智能”的多功能技术。例如，这将用于改善农化和制药等行业的输送和给药，以及生成功能性3D打印电子产品。

在这一过程中，我们学到了一些重要的经验教训，即科学需要从一开始就成为AM的一部分——我们不能在不了解机器的工作原理并期待成功的情况下就发射机器。AM也需要超越工程和固定流程。它需要一个全面的方法，包括:

• 可重复的过程
• 有用的材料
• 适当的设计

通过结合这三个关键的发展，我们正在增加函数到AM在创造结构方面的历史根源，这将导致AM真正的“下一代”:从零件到多功能系统的运动，正如文章的标题所暗示的那样。

不仅仅是机器和速度

虽然我们仍然看到AM机器的改进和变化-从单点能源(激光和电子束)到多点能源(如雷尼绍的四束激光系统)的转变-加快零件生产只是AM新一代的一小部分。这并不是说传统的制造市场没有AM的发展空间，事实上，情况恰恰相反。正是在这些行业，AM已经真正融入其中。

相比之下，AM在制药、医疗、化工、食品生产和半导体行业仍处于起步阶段，因此推动了研究项目。

无论我们是在研究营养食品、聚丸还是印刷电子产品，使用AM和喷射技术的材料沉积都需要精度，目前被认为是打印这些智能系统的最佳方法。这主要是因为它们允许个别材料的选择性沉积。高通量对于这些工艺的工作也至关重要，以确保每一种剂量都能准确有效地输送，因此目前正在围绕一系列材料的“喷射性”进行研究。

更精确的药物输送和剂量、营养和导电性的目标都是这些市场的职责。这种AM的综合方法将结构与功能结合在一起，以改善我们的健康和日常生活。绝对不是为了技术而技术。

不仅仅是工程师

AM不断扩展的能力服务于不同的行业，往往吸引来自更广泛背景、兴趣和学科的人，而不是许多其他制造科学。参加学术、培训和学徒计划的候选人比以往任何时候都拥有更多AM的先验知识和经验。我们在诺丁汉大学的本科和研究生AM课程都是超额订阅的，学生们带着自己的想法来测试和研究工艺，材料，设计-你能想到的。他们中的许多人现在都有自己的3d打印机，或者在学校接触过3d打印机。

行业也在跟上潮流——我们开始看到越来越多的人进入工作场所，更好地理解AM可以实现什么。企业开始聘请AM毕业生担任AM决策者，并投资于内部培训和学徒计划，以培养AM技能，认识到从车间到领导团队，AM不再是机械工程师的储备。

除了对劳动力的投资，来自EPSRC、Innovate UK和其他行业参与者等组织的资金和拨款支持将确保AM从这一代到下一代继续发展。

理查德。黑格-创新制造教授，增材制造中心(CfAM)主任诺丁汉大学工程学院

克里斯多夫塔克-材料工程教授，诺丁汉大学工程学院

你有兴趣了解更多关于下一代AM及其最新研究和应用吗?黑格教授和塔克教授10点到12点^th7月，在今年的添加剂国际(原增材制造与3D打印国际会议:https://www.additiveinternational.com/