4d打印的“蝴蝶”随着温度的变化震动翅膀，航空发动机的试制时间和重量大幅降低，3d打印燃油喷嘴达到量产规模……6月28日，在增材制造产业发展（广州）论坛暨2023年中国增材制造产业年会上，多位专家展示了最前沿的3d打印（即增材制造）成果，并就产业发展的机遇、挑战、方案等展开讨论。
近年来，随着3d打印产业链上下游不断完善，以航空航天为代表的众多行业，愈发重视3d打印技术的应用。
发动机是飞机中最重要的零部件之一，世界最大的发动机ge9x采用的3d打印零部件高达304个。“智能增材制造是我国航空发动机技术发展赶超的机遇和快车道。”空军工程大学表示，借力3d打印，有助于缩短航空发动机的试制时间，并减少发动机的连接点，减轻总体重量。此外，3d打印技术可以提升对特殊材料、难加工材料和一些复杂结构件的制造能力。
航天三院31所增材制造中心主任马瑞认同这一看法。他表示，3d打印在复杂结构、结构整体化、快速研制以及基于3d打印的设计优化等方面具有明显优势。
据了解，目前航天三院31所的30多台大尺寸3d打印制造设备已经在北京和泸州运营。明年在苏州的批产线达产后，预计整个产线使用3d打印设备达100台左右，其中约70%为大尺寸设备。
西门子表示，增材制造与材料技术被列为西门子11项核心技术之一，和软件系统与开发流程、集成电路与电子、数据分析与人工智能等并列。目前西门子共有6个增材制造中心分别分布于欧洲、亚太和北美，超过225台增材设备在全球工厂内运行。
“相信未来3d打印量产将应用在很多有需求的领域。”中国商飞介绍，ge公司使用3d打印技术生产的燃油喷嘴总数量已经超过10万个，达到量产规模。
材料是影响3d打印发展的关键因素之一，受益于新材料产业的发展，3d打印的应用领域正在不断拓宽。
在年会上，哈尔滨工业大学展示了形状记忆聚合物材料在4d打印技术下制备的智能结构。视频中，4d打印的“蝴蝶”可根据外界温度的变化，不断地扇动翅膀。“通过不同的外界激励条件，利用形状记忆聚合物材料生产的物品，其形状、性能、功能都会发生变化。”冷劲松解释道。
什么是4d打印？4d打印是在3d打印的基础上增加时间维度的打印技术。4d打印结构在特定的外界激励下，其物理特性及功能可随时间的变化而发生自我转变。
冷劲松表示，在医学领域，4d打印血管支架可以实现非接触驱动的主动变形，在1至2年实现可控降解；在服装领域，4d打印的裙子不仅能根据需要变化形状，更能根据外界温度的变化自动开合，帮助使用者散热或保暖。
“新的行业生态正在建立。”华南理工大表示，行业还处在发展的初期。
3d打印应用前景广阔，同时也面临一些问题。“第一，效率低，在工业与大规模应用时成本偏高；第二，应力大、疲劳强度不够。”李应红说。
对此，李应红提出“i-3d”智能复合增材制造技术，即智能化、复合化和一体化。其中，智能化是智能监控系统及智能化工艺设计，建设智能化的全链条产线；复合化指多能场复合设备与工艺等；一体化指材料制造的一体化。“希望借助‘i-3d’，打印效率提高10倍，并且部件能够一次打印成功。”李应红表示。