数字孪生产业的完美搭档-增材制造

1、三降任生统设天诙曰亲构造于条MA传品肮文电创复睛制应复恻破产中道车筑物化一将维第适何状耍的计i父轨汽M生文_数字挛生产业的完美搭档-增材制造增材制造是近30年发展起来的一种微积分式的制造方式，在设计阶段将数模切片微分，制造阶段则在微米级通过精确控制材料堆积的方式积分成型。增材制造使设计师突破传统制造工艺的束缚，实现全新的产品设计，从而在实现产品减重（如航空航天领域）、私人定制（如骨科植入物和制鞋领域）以及全新产品设计（如梯度混合材料设计、成型中嵌入传感器的智能产品）等方面，为设计师拓展了无限的空间。增材制造技术的发展，极大地促进了数字挛生体的“数字资产”和“物理实体”之间的虚实双向转化。高分子

2、材料金腐及合金食材生物细胞复合材料个性化定制如齿科小批复杂零件如航天）批量化汽车模具等京庭、办公室工厂在役装备A&地空间站太空基地增材制造突破传统产品设计和制造的限制（来源：卢秉恒院士）钛合金卫星支架R有内流道的高性能散热器完全匹配的人工植入物创新设计的高端卫浴产品图2增材制造突破传统产品设计的限制(来源：Conflux、DXV、Gersthofen和网络公开资料)(1)由虚向实，快速简便实现数字资产的实体制造由于不用开模，增材制造对于单件生产和批量生产的成本相差无几，特别适合个性化定制的生产模式。基于增材思维的产品是整体化设计、一体成形，在产品减重的同时，性能和可靠性也大大提升。整体

3、化设计减少了供应商和库存，由原来的零部件库存管理变为原材料库存管理，随需制造。同时原材料管理也变得更简单，只需储备基本的金属元素粉末和高分子丝材，各种合金材料可以在打印过程中通过控制配比实现。增减材一体化的制造设备有助于实现基于网络的分布式制造，以及支撑小型设计工作室环境的随需打印。对于大型装备还可实现现场修复，并简化备件保障。因此，增材制造是实现定制化生产柔性和及时性（JIT）的重要支撑（图3）。图3增材制造技术对产业的影响运维保障蛹短维修时间I备件库存优化降低后勤保障任力降低运输成本供应链减少等部件数I全新的供应植构成犀存和订货时间优化研发I摆脱制造工艺束缚I创成式设计I效法自然，创意无穷

4、I绿色设计、正向设计I快速、低成本展现创意I个人工作室的盛鞅U制造I混合材料、混合工艺,一站式打印I柔性生产，简化生产排程、零部件运输和姐装口个性化订单生产，缩珀研发和制造路径（2）由实向虚，全数字化制造为数字挛生体提供宝贵的过程数字资产增材制造是一个全数字化的制造过程（图4）。数字化是增材制造技术的天然属性,没有数字化就无法实现增材制造。而且增材制造的数据链是全过程的，从产品设计、仿真优化、工艺参数、加工制造、包装检测到全生命期的维护保障都可通过全数字化过程实现。因此每个增材制造的产品，天然就是一个数字挛生体，包含全生命期信息。增材制造全过程产生的数据和算法是核心的数字资产，如在线积累的增材

5、工艺数据包、基于材料在线优化的增材工控算法等。增材工艺仿真优化算法与设备可以相对分离,仿真升级后新的工艺数据和优化算法，通过在线升级可使制造工艺水平和产品质量得到持续优化和提升。图4全数字化增材制造全过程，（来源安世亚太和德勤）由于产品是在工艺参数包的控制下积分制造出来的，因而可以严格控制和记录产品的成型过程。这些过程数据对于提升质量、运维保障及产品迭代升级都极具价值。增材制造的天然在线和数字化的特性，以及材料、设备和生产线的通用性，使得增材思维下的产业具有天然的柔性、敏捷性、数字化、在线化和服务化等特征。如果说传统制造模式下的产业形态进行数字挛生体的建设需要较多转型和变革，那么增材思维下的产业天然就是数字挛生产业。传统产业在增材思维的加持下，向数字挛生产业转型能够事半功倍。因此，我们提