來源：3D打印技術(shù)參考

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2月8日，美國白宮發(fā)布更新版《關(guān)鍵和新興技術(shù)清單》(Critical and Emerging Technologies List，簡稱CET List)，這或為即將出臺的美國技術(shù)競爭力和國家安全戰(zhàn)略提供信息支撐。

美國為了編制這份更新版的CET清單，動用了眾多職能部門。包括來自總統(tǒng)執(zhí)行辦公室的18個部門、機(jī)構(gòu)和辦公室的專家以及國家安全委員會的相關(guān)部門。在過去一年里他們推動了廣泛的跨機(jī)構(gòu)審議過程，確定了可能對美國國家安全至關(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，而且它對文件中的其他幾項新興技術(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、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。介于清單中再次包含增材制造，以及其對其他技術(shù)領(lǐng)域的重要作用，表明該技術(shù)在幫助美國實現(xiàn)其國家安全目標(biāo)方面的潛力越來越大。

美國《關(guān)鍵與新興技術(shù)清單》2020與2022版對比（來自道瓊斯風(fēng)險合規(guī)）

美國軍事組織確實在借助3D打印技術(shù)實現(xiàn)國土安全方面動作頻繁。

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

美國陸軍不僅要求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)；

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

美國海軍2021年與Stratasys達(dá)成25臺2000萬美元的歷史最大政府3D打印機(jī)購買交易，這份合同甚至是Stratasys迄今為止最大的政府項目。

此外，美過國防部還授予ExOne粘結(jié)劑噴射3D打印移動方艙的制造合同，用以開發(fā)一個完全可操作的3D打印移動“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，美國軍隊從最高決策層到各軍種對這項技術(shù)都格外重視。

美國確實在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、智能監(jiān)測與機(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)域具有重要價值，并因此名列2020年的出口管制名單。美國洛馬公司、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)

美國在該技術(shù)領(lǐng)域保持絕對領(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均是美國企業(yè)。該技術(shù)能夠有效解決3D打印工藝過程中的高成本、相對較長加工周期的問題，從而將金屬3D打印推向批量化生產(chǎn)。這項技術(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，國內(nèi)目前鮮有可商業(yè)化的產(chǎn)品。

無支撐金屬3D打印技術(shù)

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

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，對于零件控形控性研究與生產(chǎn)具有重要價值。在該技術(shù)領(lǐng)域，美國有ANSYS、Netfabb等成熟的解決方案，而我國目前還處于研究階段。

先進(jìn)設(shè)計軟件

面向增材制造的先進(jìn)設(shè)計工具集合了強(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的基礎(chǔ)上，幫助工程師快速掌握面向增材制造的設(shè)計方法，充分發(fā)揮增材制造帶來的廣闊自由度，同時可重復(fù)使用的工作流使設(shè)計流程走向自動化。美國nTopology是知名的優(yōu)化設(shè)計平臺，此軟件開發(fā)出了一些列優(yōu)秀的設(shè)計，在技術(shù)領(lǐng)域國內(nèi)存在很大差距。

此外，在3D打印應(yīng)用環(huán)節(jié)美國也具有領(lǐng)先地位，來自航空航天、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，并誕生了多個批量化生產(chǎn)的案例。

不過，經(jīng)過多年發(fā)展，國內(nèi)3D打印技術(shù)也獲得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。

此前，美國在樹脂噴射、高性能線材擠出領(lǐng)域保持多年優(yōu)勢，隨著中國遠(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)度過了追趕期；

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

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，鈦合金3000元/公斤以及高端材料依賴進(jìn)口的時代一去不復(fù)返。

在金屬3D打印領(lǐng)域，國內(nèi)開發(fā)商也已經(jīng)實現(xiàn)了獨立自主，在國內(nèi)大有完全替代進(jìn)口品牌的勢頭，無論在打印尺寸、激光器數(shù)量和制造效率、質(zhì)量方面也與國外相當(dāng)，甚至有超越之勢。

對于高端制造，我國同樣也將部分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)使我國在大型飛機(jī)承載結(jié)構(gòu)設(shè)計和制造方面趕超國外；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“限制出口技術(shù)目錄”，該技術(shù)突破了傳統(tǒng)增材技術(shù)無法制造鍛件的瓶頸，一經(jīng)問世便獲得了GE、空客、商飛、西飛、成飛等大型企業(yè)的高度關(guān)注。

對于3D打印技術(shù)的發(fā)展水平，中國在某些領(lǐng)域已居全球領(lǐng)先水平，但在某些技術(shù)層面則確實存在差距。尤其在技術(shù)層級的發(fā)展上，中國一直在追逐美國的腳步，當(dāng)我們大力發(fā)展起某項技術(shù)時，發(fā)現(xiàn)對方已經(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，但它確實清楚地表明了美國為加強(qiáng)國家安全而關(guān)注的領(lǐng)域。在制定研究和推進(jìn)支持國家安全任務(wù)的技術(shù)計劃時，美國部門和機(jī)構(gòu)可參考這份清單。拜登政府同時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，保護(hù)敏感技術(shù)不被挪用和濫用。這也意味著美國一些全球領(lǐng)先的3D打印技術(shù)及其產(chǎn)品可能對中國實行禁運。

注：本文內(nèi)容來自3D打印技術(shù)參考。