“增材制造技术”是世界经济论坛2015年十大新兴技术》报告列出的十大创新之一。20150303-ET10-AMT-Chn-01

顾名思义,增材制造技术是与减材制造完全相反的工艺。过去,制造业采用的都是减材制造的办法:先选一块大料(如木头、金属、石头等),然后去除表层、加以削切,最终留下所要的形状。与之相反,增材制造技术则先从液体或粉末等碎料着手,然后再利用数字模板,将碎料打造成三维形状。

与批量生产不同,3D产品可以根据终端用户需求,实现高度的个性化。例如,美国隐适美公司(Invisalign)就利用顾客牙齿的电脑造影,制作出最贴合顾客嘴部结构、几不可察的牙齿矫形仪。还有一些医学应用正引领3D打印朝生物科学的方向迈进:如今,通过直接打印人体细胞,已有望制作出活体细胞,在药物安全筛查和最终的细胞修复与再生等方面开发出有潜力的应用。在生物打印领域,打印肝细胞层的美国生物技术公司Organovo是一个先行者,其打印的细胞层主要用于进行药物测试,且最终可能会用于制作移植用人体器官。生物打印已经被用于制作皮肤、骨骼、心脏和血管组织,这为未来的个性化医疗带来了巨大潜力。

增材制造技术的下一个重要阶段将会是以3D技术打印线路板等集成电子元件。然而这种办法很难打印处理器等纳米级电脑配件,因为要将用各种不同材质制作而成的不同电子元件组合为一体并不容易。现在,4D打印有望带来新一代的产品,这些产品可根据温度和湿度等环境变化自行调整。这可用于服装、鞋类以及一些医疗产品,如旨在改变人体机能的植入物等。

与分布式制造技术一样,增材制造技术可能将对传统工艺和供应链带来巨大冲击。但就目前而言,增材制造仍然是一项新技术,其应用主要见于汽车、航天和医疗等领域。随着更多机会的涌现,这一技术的创新会使其更加贴近大众市场,未来十年有望迎来快速发展。

 


作者:梅博纳,IBM公司首席创新官兼副总裁,世界经济论坛新兴技术跨界理事会主席。

这份榜单的编制,汇集了理事会各位理事的集体智慧,包括:卡内基梅隆大学教授威廉·维泰克(William “Red” Whittaker、哈佛大学工程与应用科学学院汉格威格魏斯教授詹妮弗·刘易斯(Jennifer Lewis、基础医学公司(Foundation Medicine Inc)总裁兼首席执行官迈克·贝里尼(Mike Pellini、德勤公司先进材料与制造部门专家杰夫·卡尔贝克(Jeff Carbeck、卡内基梅隆大学人机交付技术教授贾斯汀·卡塞尔(Justine Cassell、洛桑联邦理工学院(EPFL)教授亨利·马克兰(Henry Markram 、比萨圣安娜高等学校(Scuola Superiore Sant’Anna)生物机器人研究所所长帕奥罗·达里奥(Paolo Dario、康奈尔大学农业与生命科学院访问学者马克·林纳斯 Mark Lynas和加州理工学院材料学与力学教授茱莉亚·格里尔(Julia Greer等。

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