增材制造路線圖:走向智能化和工業(yè)化（1）

來源：江蘇激光聯(lián)盟

導(dǎo)讀：本文探討了AM技術(shù)研發(fā)中可能面臨的挑戰(zhàn)，為未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)搭建關(guān)鍵技術(shù)平臺。本文為第一部分。


隨著增材制造(Additive Manufacturing, AM)技術(shù)在過去30年的快速發(fā)展，增材制造已經(jīng)從原型制造向工業(yè)中功能部件的先進(jìn)制造轉(zhuǎn)變。AM工藝和設(shè)備的智能化和產(chǎn)業(yè)化可能是未來AM技術(shù)廣泛工業(yè)應(yīng)用的瓶頸，本文重點(diǎn)闡述了這一問題，旨在描述未來5-10年的技術(shù)研究路線圖。根據(jù)AM技術(shù)的流程和價(jià)值鏈中的數(shù)據(jù)流，分別闡述了設(shè)計(jì)方法、材料、工藝與設(shè)備、智能結(jié)構(gòu)以及在極端尺度和環(huán)境中的應(yīng)用。并對AM技術(shù)研發(fā)中可能面臨的挑戰(zhàn)提出建議，為未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)搭建關(guān)鍵技術(shù)平臺。

1. 介紹
增材制造(Additive manufacturing，也稱3D打印)技術(shù)是一種將材料(包括液體、粉末、線材或板材)從數(shù)字模型中連接起來，構(gòu)建三維物體的制造工藝，通常采用逐層的方式。與銑削、車削等減法制造和鑄造、鍛造等成型制造相比，AM自20世紀(jì)80年代以來技術(shù)發(fā)展周期較短，在推動未來制造技術(shù)革命方面潛力巨大。目前，在制造業(yè)中，新產(chǎn)品開發(fā)創(chuàng)新能力嚴(yán)重不足，已成為制約制造業(yè)發(fā)展的瓶頸。AM可以快速、高效地實(shí)現(xiàn)新產(chǎn)品的制造，為產(chǎn)品研發(fā)提供了有效的途徑。此外，AM可以降低制造業(yè)的資本和人才技術(shù)門檻，有助于推動制造業(yè)的微觀企業(yè)，激活社會智慧和資本資源。此外，AM為制造業(yè)革命和新產(chǎn)品的誕生提供了巨大的機(jī)遇，可以實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的重組，推動制造業(yè)向智能制造轉(zhuǎn)型。

AM技術(shù)購買的最重要的優(yōu)勢是釋放了材料選擇和結(jié)構(gòu)配置的設(shè)計(jì)自由，可以實(shí)現(xiàn)形狀可控和性能定制。AM技術(shù)通過創(chuàng)建從材料到最終應(yīng)用的數(shù)據(jù)流，成功實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)和制造過程的數(shù)字化，如圖1所示。在AM工藝中，大部分處于不同狀態(tài)的工程材料都可以作為原料，通過對原料的微觀結(jié)構(gòu)和成分設(shè)計(jì)，甚至可以設(shè)計(jì)和制備新的性能。從微觀尺度到中觀尺度和宏觀尺度，AM技術(shù)為具有不同功能的復(fù)雜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制造帶來了重大機(jī)遇，特別是復(fù)雜曲面、分層網(wǎng)格和薄壁/空心結(jié)構(gòu)。在復(fù)雜結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過尖端材料科學(xué)、設(shè)計(jì)方法、工藝和設(shè)備的支持，也可以實(shí)現(xiàn)功能和智能結(jié)構(gòu)。

圖1 增材制造路線圖示意圖。

在過去的30年里，隨著AM技術(shù)的快速發(fā)展，AM在工業(yè)上已經(jīng)從原型制造向先進(jìn)的功能部件制造轉(zhuǎn)變。因此，工藝和設(shè)備的智能化和產(chǎn)業(yè)化可能成為AM技術(shù)在未來廣泛工業(yè)應(yīng)用的瓶頸。智能調(diào)幅技術(shù)通過閉環(huán)控制實(shí)現(xiàn)無人駕駛、更精確、更穩(wěn)定的制造過程。通過建立AM的過程模型，利用過程數(shù)據(jù)庫和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)自動校正相應(yīng)的參數(shù)，將是AM最關(guān)鍵的發(fā)展方向之一。同時，AM作為一項(xiàng)新興和發(fā)展迅速的技術(shù)，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足傳統(tǒng)工業(yè)在標(biāo)準(zhǔn)化和工業(yè)化的大規(guī)模生產(chǎn)模式下的需求。在未來的AM工業(yè)化中，可以實(shí)現(xiàn)單部件、小批量和大規(guī)模定制，特別是環(huán)境和規(guī)模方面的極端制造。

為了突破AM向智能化和工業(yè)化的挑戰(zhàn)，本文根據(jù)AM技術(shù)在設(shè)計(jì)方法、材料、工藝和設(shè)備、工藝流程和價(jià)值鏈中的數(shù)據(jù)流，闡述了AM技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和技術(shù)路線圖。本文重點(diǎn)闡述了AM技術(shù)從數(shù)字化到智能化、從創(chuàng)新到工業(yè)化的轉(zhuǎn)變，旨在描述未來5 - 10年的技術(shù)研究路線圖。對于AM技術(shù)的潛在研究和發(fā)展主題，每一節(jié)都提供了一些建議。

基于空洞多邊形的二維懸臂梁兩步優(yōu)化過程。

近年來，一種基于水平集函數(shù)的特征驅(qū)動優(yōu)化方法得到了發(fā)展。結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是由一組實(shí)體或空洞的幾何特征構(gòu)成的，這些特征的運(yùn)動和變形將驅(qū)動結(jié)構(gòu)的拓?fù)渥兓�。Guo等人對采用的固體超橢圓和空洞閉B樣條特征施加約束進(jìn)行二維自支撐設(shè)計(jì)。在之前的工作中，空洞多邊形特征被引入作為基本的原語來執(zhí)行2D自支撐設(shè)計(jì)，伸出角度控制直接與設(shè)計(jì)變量的定義聯(lián)系在一起。V形是一種特殊的無法打印的情況，滿足角度要求，但仍然需要從下面支撐，如果只施加邊界的角度限制，往往會出現(xiàn)V形。為了阻止V形，實(shí)驗(yàn)中采取了合并相交空洞多邊形的措施，然后重新優(yōu)化。上圖給出了一個懸臂的例子。

有幾項(xiàng)工作與V形抑制有關(guān)。Qian建議在線性密度過濾器中使用更大的半徑，以消除V形。Mezzadri等人首先檢測到V形的尖端，然后制定自適應(yīng)過濾器、約束或懲罰。實(shí)驗(yàn)中通過結(jié)合懸挑角度約束和最小水平長度比例控制來實(shí)現(xiàn)抑制。Wang等和Allaire等分別構(gòu)造了三角形約束和機(jī)械約束來解決V形問題。

2. 設(shè)計(jì)方法

增材制造使三維結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品的智能設(shè)計(jì)和制造自由。AM設(shè)計(jì)已經(jīng)成為跨學(xué)科研究的新興研究領(lǐng)域。一種稱為拓?fù)鋬?yōu)化（TO）的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法用于生成創(chuàng)新和復(fù)雜的結(jié)構(gòu)配置，表現(xiàn)出可調(diào)剛度、層次特征，此外，TO還將出色的輕量化性能零件整合作為另一種有利的設(shè)計(jì)策略，將一個組件的多個零件組合成一個可打印組件（圖2（a））。

此外，最近提出了多學(xué)科優(yōu)化，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)需要滿足多個目標(biāo)，并滿足相關(guān)約束，例如復(fù)雜的載荷條件、高耐熱性、有限的應(yīng)力和位移（圖2（b）和圖2（c））。采用集成AM驅(qū)動設(shè)計(jì)，以考慮典型的設(shè)計(jì)約束（如圖2（d）‒2（f）中的懸垂角），并利用工藝特征（如材料的各向異性、建筑方向和工藝參數(shù)）。先進(jìn)的熱力模擬用于預(yù)測加工過程中的溫度梯度和殘余應(yīng)力分布，獲得的溫度場或應(yīng)力場可用于幫助消除結(jié)構(gòu)變形。與圖2（h）‒2（k）所示的實(shí)心結(jié)構(gòu)相比，TO對微晶格和宏觀結(jié)構(gòu)的分層設(shè)計(jì)顯示出優(yōu)異的輕質(zhì)和機(jī)械性能。此外，開發(fā)了一種數(shù)據(jù)驅(qū)動的結(jié)合AM過程-結(jié)構(gòu)-性質(zhì)-性能關(guān)系的TO，實(shí)現(xiàn)了多個過程參數(shù)、建筑方向和結(jié)構(gòu)配置的并行優(yōu)化。基于周期性構(gòu)造元素（而非單個元素）的集體響應(yīng)，超材料表現(xiàn)出非凡的宏觀特性，可以通過兩種主流方法建立，即ad hoc方法和TO方法。

圖2 (a)用于AM的飛機(jī)機(jī)翼千兆體素TO;(b)用于復(fù)雜發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)的薄壁點(diǎn)陣填充;(c)耐熱結(jié)構(gòu)的雙梯度材料和功能設(shè)計(jì);(d)帶支撐結(jié)構(gòu)的金屬承重框架;(e)和(f)承重結(jié)構(gòu)的無支承設(shè)計(jì);(g)基于SLM的鈦合金分級設(shè)計(jì);(h)、(i)、(j)衛(wèi)星支架的固網(wǎng)并行設(shè)計(jì);(k)具有連續(xù)格演化的分層設(shè)計(jì)。

到目前為止，在不久的將來仍然存在以下挑戰(zhàn)，如圖3所示:

(1）結(jié)構(gòu)和多學(xué)科的TO仍然面臨著設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)的到來。結(jié)構(gòu)的綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)需要考慮諸如寬帶振動、循環(huán)載荷下的材料疲勞、極端高溫和強(qiáng)輻射等極端載荷條件。為了提高和拓寬綜合優(yōu)化的視野，需要對外部載荷進(jìn)行多物理建模。所設(shè)計(jì)的部件保持必要的機(jī)械性能，并具有其他功能，如光學(xué)、電磁、熱性能等。采用多物理驅(qū)動的體量設(shè)計(jì)，將多尺度特征、多類型材料數(shù)字化，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的功能融合。

（2）提出了基于知識庫驅(qū)動的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)集約趨勢組織和管理方法，這是智能設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)的一個重要方面。該知識庫包括配方/成分材料數(shù)據(jù)庫、功能格單元庫、工藝參數(shù)組合等及其相互關(guān)系。這些信息可以從設(shè)計(jì)、制造和評估的整個流程中追蹤到。AM中材料-工藝-結(jié)構(gòu)-性能/功能的關(guān)系需要通過定量物理模型或數(shù)據(jù)驅(qū)動模型來建立。例如，多物理過程模擬、人工智能以及機(jī)器學(xué)習(xí)算法可以用于定量關(guān)系的建立。在此基礎(chǔ)上，基于知識庫的設(shè)計(jì)可以將這些關(guān)系充分融入到結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化中，從而彌合理想設(shè)計(jì)原則與現(xiàn)實(shí)AM -預(yù)制結(jié)構(gòu)之間的差距。

（3）通過成本導(dǎo)向管理，產(chǎn)品生命周期將在先進(jìn)的解決方案中得到解決，該解決方案推薦了零件的數(shù)字模型，以主動補(bǔ)償預(yù)期的翹曲。設(shè)計(jì)、制造和使用壽命的真實(shí)數(shù)據(jù)流可以支持決策和成本導(dǎo)向的設(shè)計(jì)。在數(shù)字化系統(tǒng)中進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的迭代過程將顯著降低開發(fā)成本和時間消耗。

（4）對于超材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，實(shí)現(xiàn)自動化設(shè)計(jì)是未來的發(fā)展趨勢。模塊化設(shè)計(jì)利用臨時方法和TO方法的優(yōu)點(diǎn)，為創(chuàng)造具有理想性能的超材料提供了一種新的途徑。它從結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)出發(fā)，根據(jù)已有的知識選擇合適的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，從而節(jié)省計(jì)算時間，節(jié)省時間，平衡了設(shè)計(jì)性能和計(jì)算成本。

圖3 智能增材制造設(shè)計(jì)方法路線圖。

案例研究中，網(wǎng)格線框的生成需要兩輪。在第一輪中，選擇立方中心拓?fù)涮畛鋵?shí)體部分內(nèi)部的所有空空間。因?yàn)榫Ц窠Y(jié)構(gòu)填充了低相對密度區(qū)域。相對較大的單元尺寸將使晶格結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)較低的相對密度，因?yàn)樽钚〉闹е�厚度受到AM的可制造性的限制。最大單元格的大小也受到AM過程的限制，因?yàn)樗�平支柱可能下垂，如果伸出太長。此外，單元格的大小還受填充體積的影響。如果填充體積小而單元格尺寸過大，則填充體積中單元格數(shù)較少。這樣就不能準(zhǔn)確的優(yōu)化物料分配。在本案例研究中，由于填充體積小，頂部中心區(qū)域的單元格尺寸為10 mm。其他區(qū)域的單元細(xì)胞大小為15 mm�？梢赃_(dá)到較低的相對密度，增加材料分布的自由度。然后，基于實(shí)體線框和網(wǎng)格線框建立仿真模型。

柵格線框的生成。

優(yōu)化結(jié)果表明，在中下部區(qū)域，所有傾斜支板的支板厚度最小。這意味著立方中心拓?fù)涫侨哂嗟�。因此，該區(qū)域的拓?fù)渥優(yōu)槿缟蠄D(a)所示的Cubic拓?fù)�。在第二輪中，去除短struts，更新線框。將部分節(jié)點(diǎn)移至固體點(diǎn)陣界面的邊界，以增加點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)與固體部分之間的連通性。將接口上的一些節(jié)點(diǎn)組合為一個節(jié)點(diǎn)，以增加網(wǎng)格支柱之間的連通性。更新后的線框邊界上沒有短桿。最后，采用BESO方法對柵格結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，得到最優(yōu)的支撐厚度分布。第二輪優(yōu)化結(jié)果如圖(b)所示。隨著優(yōu)化算法的迭代，混合結(jié)構(gòu)的最大位移逐漸減小。最大位移生成曲線如圖(c)所示。

3.材料

由于可控制的形狀和性能的內(nèi)在特征，材料在所有AM過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。材料需求受到創(chuàng)建原料的需要的影響，需要被制造商成功地處理，再加上后處理，并顯示可接受的服務(wù)屬性。如圖4所示，金屬、聚合物、陶瓷和天然材料在不同的AM工藝中被使用�；�于這些同質(zhì)材料系統(tǒng)，成功建立了具有異質(zhì)材料（包括各種復(fù)合材料和多種材料）的AM工藝，以獲得更高的性能、更多的功能，甚至定制性能，例如阻燃聚合物、直接金屬和陶瓷復(fù)合材料。具有某些響應(yīng)特性的智能材料，如形狀記憶，也被用于AM工藝，以產(chǎn)生形狀或性能變化的結(jié)構(gòu)，即所謂的4D打印。

圖4 AM過程中使用的材料系統(tǒng)。

這種多樣性導(dǎo)致了材料的高度多樣化。材料和材料加工的重大挑戰(zhàn)是在更廣泛的材料多樣性中，以更低的材料、機(jī)器、加工和精加工成本，提高質(zhì)量、工藝一致性、可重復(fù)性和可靠性。以金屬材料體系為例，如圖5所示。近年來，基于金屬基AM的快速凝固特性，越來越多的新材料被設(shè)計(jì)出來，擴(kuò)大了材料在增材制造中的應(yīng)用范圍。通過引入納米形核劑控制凝固過程，可以解決大柱狀晶粒和周期性裂紋，制備的鋁合金具有無裂紋、等軸、細(xì)晶粒組織。本文報(bào)道了一種專為AM設(shè)計(jì)的Fe19Ni5Ti (wt.%)鋼，其納米沉淀和馬氏體轉(zhuǎn)變可以通過冷卻時間來控制。為處理鈦合金的各向異性，設(shè)計(jì)了鈦銅合金。該合金具有較高的結(jié)構(gòu)過冷能力，可以克服激光熔化區(qū)高熱梯度的負(fù)面影響，形成完全等軸細(xì)晶組織。在AM中采用原位設(shè)計(jì)方法可以改變鈦合金中元素的濃度。

圖5 (a)通過選擇性激光熔化制備了7075種含納米顆粒的合金;(b)定向能沉積得到Fe19Ni5Ti (wt%)樣品;(c) Ti-8.5Cu合金的掃描電鏡表征。

為了彌合材料、工藝、結(jié)構(gòu)、性能以及各種性能之間的差距，仍面臨著巨大的挑戰(zhàn)。

(1）為了完善材料設(shè)計(jì)理論，有必要根據(jù)增材制造的工藝特點(diǎn)，完善材料設(shè)計(jì)的理論體系和方法。材料基因組提供了新的可能性。建立專業(yè)數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)材料的智能優(yōu)化選擇。通過建立成分、工藝、顯微組織與性能之間的內(nèi)在關(guān)系，可以根據(jù)材料的性能設(shè)計(jì)出符合要求的顯微組織。

（2）以目標(biāo)為導(dǎo)向的材料設(shè)計(jì)策略，應(yīng)從材料服務(wù)的角度來實(shí)現(xiàn)材料的多層次、多因素設(shè)計(jì)。對于結(jié)構(gòu)材料，要實(shí)現(xiàn)材料導(dǎo)向的增韌設(shè)計(jì);對于智能材料，如形狀記憶聚合物和合金，有必要實(shí)現(xiàn)可控變形恢復(fù)設(shè)計(jì)。

（3）對于智能復(fù)合材料來說，自然通過進(jìn)化將天然復(fù)合材料以一種有效的方式合成生物系統(tǒng)，提供了多功能的集成和智能化。生物系統(tǒng)緊密集成了傳感、驅(qū)動、計(jì)算和通信以及工程應(yīng)用，可以通過使用利用類似原理的復(fù)合材料來實(shí)現(xiàn)。先進(jìn)復(fù)合材料的AM為實(shí)現(xiàn)跨尺度智能復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與制造提供了一個有用的工具。

4. 工藝與設(shè)備

以數(shù)字化制造支撐系統(tǒng)為基礎(chǔ)，推動重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)智能化轉(zhuǎn)型，引領(lǐng)制造業(yè)發(fā)展。數(shù)字基因AM需要在保持定制效益的基礎(chǔ)上，從規(guī)�；�生產(chǎn)效率、質(zhì)量控制和靈活性等方面提高核心競爭力。如圖6所示，將高端機(jī)床和智能工業(yè)機(jī)器人引入AM設(shè)備體系結(jié)構(gòu)，將大大提高AM過程的傳感和控制效率和自動化水平。同時，裝備自動化與數(shù)字化信息化相結(jié)合，是實(shí)現(xiàn)智能化的途徑�；�于數(shù)據(jù)、軟件和網(wǎng)絡(luò)，并結(jié)合多尺度建模和仿真、機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能等先進(jìn)技術(shù)的數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)，將更有效地將信息與物理過程連接起來，激發(fā)新的制造能力。

圖6 基于先進(jìn)設(shè)備和數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)的物理和數(shù)據(jù)驅(qū)動的AM框架示意圖。

在設(shè)備結(jié)構(gòu)方面，機(jī)器人輔助AM是一個很有前途的系統(tǒng)，它提供了額外的設(shè)計(jì)自由度。多機(jī)器人方便了多材料加工，沒有尺寸限制，并以本地可定制的方式。通過將AM與減法或造型制造相結(jié)合的混合多任務(wù)過程，可以在單個處理設(shè)置期間修改內(nèi)部和外部特征。此外，AM借助機(jī)器人傳感器或攝像機(jī)，通過在線識別和反饋實(shí)現(xiàn)自主路徑規(guī)劃和原地參數(shù)調(diào)整。然后，對于AM數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)，物理和數(shù)據(jù)驅(qū)動框架可以識別過程-結(jié)構(gòu)-屬性(p-s-p)的關(guān)系，而不受試錯負(fù)擔(dān)。

數(shù)據(jù)驅(qū)動的方法利用數(shù)據(jù)挖掘算法、機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能，允許探索AM輸入和輸出之間的相關(guān)性，而無需明確的物理解釋。數(shù)據(jù)驅(qū)動方法在快速預(yù)測、流程優(yōu)化，特別是實(shí)時診斷中具有反饋控制的優(yōu)勢。另外，通過結(jié)合物理驅(qū)動和數(shù)據(jù)驅(qū)動的方法，基于物理的數(shù)據(jù)科學(xué)正因其可解釋性和快速性而變得越來越有吸引力。利用上述數(shù)字工具創(chuàng)建了一個包含機(jī)械、統(tǒng)計(jì)和控制建模的數(shù)字孿生模型，以智能和經(jīng)濟(jì)的方式鑒定和認(rèn)證AM產(chǎn)品。

AM智能轉(zhuǎn)型仍處于探索的早期階段。與AM硬件和軟件的工業(yè)化相關(guān)的幾個未來行動如下(圖7):

(1）開發(fā)多機(jī)器人協(xié)作下的混合AM解決方案。以AM為核心的混合制造結(jié)合了多種加工技術(shù)的優(yōu)勢，在多材料、多結(jié)構(gòu)、多功能制造領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的前景。與其他過程或能源相結(jié)合的AM框架依賴于過程鏈的集成。多物理效應(yīng)對零件特征的影響機(jī)理和不確定性方面的知識空白值得研究。此外，混合制造需要機(jī)床或機(jī)器人精確的協(xié)同控制，以控制單個環(huán)節(jié)。設(shè)備制造商應(yīng)致力于提出合適的數(shù)據(jù)編譯器和標(biāo)準(zhǔn)，以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人系統(tǒng)和調(diào)幅設(shè)備之間的數(shù)據(jù)互操作性和互流，從而創(chuàng)建一個可行的混合調(diào)幅解決方案。

（2）改善監(jiān)測和傳感設(shè)備的功能和集成。調(diào)幅期間的信號處理包括視覺、光譜、聲學(xué)和熱。多個傳感器的疊加不僅導(dǎo)致了設(shè)備的復(fù)雜性和可靠性的降低，而且由于各種數(shù)據(jù)類型的結(jié)構(gòu)不均勻，給數(shù)據(jù)處理和自動控制帶來了困難。因此，多功能單設(shè)備將顯著提高監(jiān)測和傳感設(shè)備在行業(yè)中的普及度;同時，通過與數(shù)據(jù)預(yù)處理軟件的耦合，提高了物理建模、流程優(yōu)化和閉環(huán)控制等方面的數(shù)據(jù)可用性。

（3）將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合為AM數(shù)字孿生。智能AM離不開分布式的人、機(jī)、料的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。數(shù)字孿生(DT)的核心是模型和數(shù)據(jù)，但對于眾多的AM企業(yè)來說，DT的構(gòu)建和使用具有較高的技術(shù)和成本門檻。幸運(yùn)的是，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以解決上述問題，通過云DT平臺共享和分析數(shù)據(jù)和模型。學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界可以分別從云DT中獲取數(shù)據(jù)和模型，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研合作的規(guī)范化機(jī)制。

（4）支持AM數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)的建立和完善。持續(xù)的AM研發(fā)項(xiàng)目旨在將先進(jìn)設(shè)備或技術(shù)(如過程監(jiān)控、信息感知、機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能、數(shù)據(jù)庫等)集成到AM數(shù)字制造生態(tài)系統(tǒng)中，需要國家層面的政策支持。由業(yè)界和學(xué)術(shù)界共同提出的指引，將有助新AM硬件/軟件向數(shù)字化設(shè)計(jì)和智能控制過渡。

圖7 與AM智能改造工藝和設(shè)備相結(jié)合的未來行動。

來源：Roadmap for Additive Manufacturing: Toward Intellectualization andIndustrialization，Chinese Journal of Mechanical Engineering: Additive ManufacturingFrontiers，doi.org/10.1016/j.cjmeam.2022.100014
參考文獻(xiàn)：Chinese Mechanical Engineering Society Technology roadmap of Chinesemechanical engineering，China Science and Technology Press, Beijing (2021)