1.1.2 主要概念
增材制造的概念较为丰富,曾被称为“材料累加制造”(Material Increase Manufacturing)、“快速原型”(Rapid Prototyping)、“分层制造”(Layered Manufacturing)、“实体自由制造”(Solid Free-form Fabrication)、“3D打印”(3D Printing)等。从广义原理来看,以三维CAD设计数据为基础,将材料(包括液体、粉材、线材或块材等)自动地累加起来形成实体结构的制造方法,都可视为增材制造。
早在1892年,快速原型的概念就已开始萌芽,当时J.E.Blanther主张用分层方法制作三维地图模型。1979年,东京大学中川威雄教授利用分层技术制造了金属冲裁模、成形模和注塑模。20世纪70年代末到80年代初,美国UVP公司Charles W.Hull(1952年)、美国明尼苏达矿业及机器制造公司(3M公司)Alan J.Heber(1978年)、日本小玉秀男(1980年)和日本丸谷洋二(1983年)分别提出了快速原型的概念,即利用连续层的选区固化制作三维实体的新思想。随后,许多与快速原型相关的概念、技术及设备相继出现。2009年,在美国材料与试验协会(American Society for Testing and Materials,ASTM)框架内成立的增材制造标准委员会F42,决定采用“增材制造”这一新术语取代原始的“快速原型”说法,用以更加全面地涵盖这类制造方法。依据ASTM的定义,增材制造是“基于三维模型数据,采用与传统减材制造技术完全相反的逐层叠加材料的方式,直接制造与相应数字模型完全一致的三维物理实体模型的制造方法”。目前,这一术语已被国际学者普遍接受。2012年,ASTM F42发布增材制造术语标准F2792-12a,并于2015年与国际标准化组织(International Organization for Standardization,ISO)共同对该标准进行了修订,发布了第一份ISO/ASTM联合标准,对增材制造技术推广及产业发展中的术语与定义进行了规范。而麻省理工学院于1995年提出了“3D打印”这一通俗形象的表述,并获得了更广泛的传播。
我国在20世纪80年代末开始关注增材制造技术,1988年清华大学成立的激光快速成形中心拉开了国内增材制造研究的序幕。随后,国内一批高校、研究机构进入该领域。2015年,工业和信息化部、国家发展改革委、财政部联合发布的《国家增材制造产业发展推进计划(2015—2016年)》中,将增材制造描述为“增材制造是以数字模型为基础,将材料逐层堆积制造出实体物品的新兴制造技术,体现了信息网络技术与先进材料技术、数字制造技术的密切结合,是先进制造业的重要组成部分”。