增材制造，特别是金属3D打印，近年来已从一项有前景的技术发展成为工业生产的重要组成部分。机械工程、航空航天、汽车和金属加工等行业正面临着可能对设计、生产和可持续性产生深远影响的技术变革。杜塞尔多夫奥钢联增材制造中心有限公司技术和创新主管Stefan Leuders博士和亚琛弗劳恩霍夫激光技术研究所激光粉末床聚变主管Tim Lantzsch博士讨论了增材制造（AM）的当前趋势，分析了机遇和风险，并展示了哪些行业可以从中受益最多。
我们很高兴与两位经验丰富的专家就3D打印的未来进行交谈。增材制造的当前趋势是什么？你认为哪些发展是有希望的？
Tim Lantzsch博士：我看到的一个重要趋势是，材料和应用越来越适应增材制造的具体要求。许多以前的材料最初不是为添加剂工艺开发的。我们还看到，虽然这项技术很昂贵，但有针对性的成本削减和对利基应用的关注可以使其附加值更加清晰。
Stefan Leuders博士：增材制造的当前趋势主要集中在更全面地开发该技术在不同应用领域的具体优势，当然也要加以利用。对我来说，特别有希望的是，人们越来越愿意重新考虑长期的开发方法，而不是将它们一对一地应用于新产品，这可能会在以后成为可能。将通过添加工艺路线制造。对我来说，主要目的不是取代现有的流程，而是通过AM增加产品效益。
“太贵”经常与AM联系在一起。您正在应对增材制造的哪些经济挑战？
Tim Lantzsch博士：经济挑战首先在于植物和材料的高昂成本。这些成本在很大程度上决定了组件价格，并且仍有相当大的优化空间。尚未广泛使用的过程可靠性尤为重要。我们正在努力将增材制造从专业利基发展成为一种强大、广泛适用的技术，在大规模生产中也具有竞争力。
Stefan Leuders博士：一个核心的经济因素仍然是工厂的小时费率，我也这么认为。然而，在工厂成本方面，我们看到了越来越多的变动，特别是在非欧洲竞争的推动下，与此同时，所用材料的成本份额自然会增加，从而增加了工厂成本的压力。成本降低了。然而，在AM的工业应用中降低成本仍然是未来能够开辟更多应用领域的关键。
你认为增材制造的潜力和局限性是什么？AM在可持续性方面能为我们提供什么？
Stefan Leuders博士：增材制造具有相当大的可持续发展潜力，特别是通过大幅减少材料使用的可能性。与减材制造工艺相比，只有组件实际所需的材料才会熔化。即使在后期使用阶段，优势也经常出现，例如通过降低铝压铸或压铸的废品率或缩短循环时间。通过具有近轮廓冷却的增材制造工具使塑料注塑成型成为可能。另一个重要方面是工具和部件的维修和再加工，AM极大地促进了这些工作。这可以显著延长产品的使用寿命，从而减少资源消耗。然而，也存在挑战：该技术在工业应用中仍然相对年轻，因此在自动化和过程可靠性等方面仍有优化的空间。
Tim Lantzsch博士：增材制造的潜力首先在于它能够实现复杂的几何形状和量身定制的解决方案，这在传统工艺中几乎不可能或根本不可能实现。当然，有针对性地使用材料，只加工实际需要的材料，可以显著减少资源消耗。在考虑产品的整个生命周期时，这一点尤其重要。但我们也需要看到，这种材料的生产和加工是能源密集型的。此外，整合到现有的生产流程中往往很困难，因为增材制造仍然被视为一种孤立的技术。
增材制造目前面临哪些技术障碍，你在研究什么？
Stefan Leuders博士：对我们来说，一个关键点是开发新的工艺路线，以满足客户的技术和经济要求。以这种方式生产的组件和工具的设计也起着重要作用。此外，奥钢联的AM当然与“材料”主题密切相关。在集团内，我们正在加紧开发新材料及其后处理，以充分利用AM的技术潜力。
Tim Lantzsch博士：没错，增材制造面临的最大技术障碍之一是材料的多样性。目前使用的许多材料最初不是为增材制造而开发的，这往往会导致质量和性能的妥协。因此，我们与材料制造商合作，加快增材制造新材料的资格认证。
此外，我们弗劳恩霍夫ILT正在集中精力提高工艺可靠性，并进一步开发现有系统，以便更稳定、更有效地使用添加剂工艺。另一个主要问题是流程的标准化，以确保大规模生产中的质量一致。
因此，该行业正在缓慢但肯定地发生变化。谁是增材制造这一发展的赢家？
Stefan Leuders博士：长期赢家是那些愿意在应对相关不确定性的同时对新技术进行战略性投资的公司。最近的突出例子可以在航空航天和医疗技术中找到。然而，对我来说，这不仅是一个经济资源的问题，有时也是一个企业文化的问题。
另一方面，严重依赖成本驱动的大规模生产的行业和公司往往会陷入困境。然而，这里也有足够的应用领域，只是在工具制造方面更多，在最终产品方面更少。
Tim Lantzsch博士：我也这么认为。这一发展的明显赢家是依赖于量身定制、高度复杂的组件的行业，这些行业可以充分利用增材制造的灵活性和设计自由度的优势。在航空航天和医疗技术领域，AM提供了巨大的机会来优化组件，同时减少重量和材料使用。高端汽车和赛车行业也将受益于增材制造的可能性，特别是通过生产更轻、更强大的部件。
