3D 打印将彻底改变欧洲制造业，生产从玩具、汽车到风力涡轮机和卫星等各种复杂的多层组件。

如果是 3D印刷兑现其承诺，它将从根本上改变事物的制造方式。它也可能成为每个人最好的朋友。试想一下，如果您家里有任何损坏的部件，您只需使用家用打印机制作一个新部件即可。

由于欧盟资助的研究团队取得的进步，现在可以使用不同的材料和形状打印摩托车、汽车、飞机甚至卫星的先进零件，同时产生更少的废物。甚至可以嵌入可以充当传感器的电导体或光纤。

多层制造

这是因为 3D 打印可以允许逐层创建零件，从而更容易在单一工艺中将金属、塑料、陶瓷甚至光纤等无缝组合在一起，形成一个零件。这使得公司能够准确地使用所需的材料来制造更智能的零件，从而将浪费减少到最低限度。

奥地利理工学院的研究工程师鲁道夫·格拉丁格（Rudolf Gradinger）是帮助推动这些发展的研究人员之一。他领导了一项为期三年的多国研究计划，名为多重乐趣该公司获得了欧盟的资助，以突破 3D 多材料制造的界限。

MULTI-FUN 团队合作了三年半，直至 2023 年 12 月，成员包括来自欧洲各地（奥地利、比利时、德国、波兰、葡萄牙、西班牙、瑞士、英国）的研究人员和工业合作伙伴。他们的重点是开发可供市场使用的创新先进材料。九家中小企业的参与在帮助加速市场吸收方面发挥了关键作用。

Gradinger 重点介绍了包含光纤的飞机部件的示例。研究人员使用铝并嵌入光纤逐层构建该部件。这赋予了它“不可能的超能力”。

“你手臂上的神经意味着你可以感觉到你的手臂何时扭曲，”格雷丁格说。“这些光纤就像神经一样，可以感知零件何时过度弯曲或损坏。”

改进功能也是德国汽车公司 EDAG 的设计工程师 Richard Kordass 的目标，他也是该研究团队的合作伙伴之一。他们开发了印刷有铜线和内置陶瓷绝缘体的摩托车车把。

“唯一可能的方法是增材制造，”科达斯强调。

取得的进步如此之大，以至于比利时欧洲焊接联合会的丽塔·戈麦斯·博拉（Rita Gomes Bola）也参与了 MULTI-FUN 的工作，她认为最新的进步从根本上改变了设计工程师的工作方式。

“我们现在可以重新思考如何以制造商从未梦想过的方式设计零件，”她说。

瞄准月亮

3D 打印的可能性延伸到了为汽车制造高性能零件航天工业。研究人员为太空卫星上使用的电机制造了一种特殊的外壳。其钢制车身结合了铜高速公路，显着改善了电力驱动器的热管理。

Gradinger 表示：“我们将传热速率提高了一倍，因此电动机现在可以更快地运行，并且不会变得太热。”他解释说，温度是导致金属部件疲劳的部分原因。

损坏的部件可能会停止工作或需要维修，这在卫星绕地球运行时实际上是不可行的。这使得航天工业成为受益于 3D 打印进步的主要候选者。

目前欧盟占22%的世界制造业产出，每年带来制成品贸易顺差 4,210 亿欧元。这就是欧盟投资研究以进一步加强这一领域的原因。

增材制造被视为欧盟制造业未来的核心，并通过各种举措得到支持，包括欧洲制造和未来工厂与工业界的伙伴关系。其目的是提高欧洲企业在航空航天、汽车生产和医疗保健等领域的工业竞争力。

当 3D 打印首次引入制造业时，它主要用于创建原型。然而现在，它已经发展成为制造过程的关键部分，使其更快、更高效。

“我们已经从快速原型制作转向快速制造，”科达斯说。

3D 打印零件已应用于航空航天和汽车行业，有助于降低燃料消耗。德国西门子已经开始 3D 打印燃气轮机叶片，而空中客车公司则在商用飞机上使用打印部件以减轻重量和燃料。

传播这个词

尽管增材制造正在迅速成为现代工业生产的一部分，但整个欧洲的先进程度并不相同。罗马尼亚蒂米什瓦拉理工大学负责研究的副校长 Liviu Marsavina 教授是欧洲研究团队的一员，该团队一直致力于在整个欧盟更广泛地传播 3D 打印技术。

材料强度和断裂力学教授马尔萨维纳协调了一项由欧盟资助的倡议，名为西拉姆从 2019 年到 2023 年。

它将罗马尼亚的研究人员与来自捷克布尔诺的捷克科学院（IPM）材料物理研究所、塞尔维亚贝尔格莱德大学、挪威科技大学和意大利帕尔马大学的研究人员联系起来。其目标是在东欧创建增材制造的卓越中心。

学术交流帮助建立了一个在项目结束后仍持续存在的网络。

“我们现在拥有一个网络，我们知道在哪里可以解决不同类型的问题，”马尔萨维纳说。与此同时，罗马尼亚、塞尔维亚和捷克的企业也更加意识到增材制造专家和设备就在家门口。

对于 Marsavina 来说，3D 打印的快速发展可能会引发与安全相关的新问题。

“人们正在转向使用 3D 打印不仅可以建造小型零件，还可以建造形状更复杂的大型结构。需要更多地了解这些新结构的性能和可靠性，”他说。

研究团队与对 3D 打印感兴趣的学术伙伴和行业代表合作，通过实际研究解决这些问题。

马萨维纳预测，这项技术将传播到许多其他行业，甚至家庭。

“有一天，我们可以在家里拥有一台 3D 打印机，这样损坏的部件就可以通过自己打印来更换。”