本文根據美國機械制造技術協會(AMT)副總裁TimShinbara對當前美國3D打印發展狀況的評析編輯整理。
現狀
工業行業對3D打印的市場接受度日益增高，尤其是工業級的FDM打印機，以塑料聚合物為原材料的3D打印設備使用的不斷增長，這些市場的擴張帶來了設計師和創客的大量涌現，開啟了設計思維的新空間，從而對金屬3D打印在非關鍵組件的解決方案帶來了加速影響。
生活、醫療等領域的3D打印產品也帶來了新的法規、規范的產生，包括FDA批準的材料和工藝，如Ti-6Al-4V和PAEK的粉末床制造工藝。中國的食品和藥品管理局2015年也批準了這種醫療應用。隨著各方面市場的打開，不僅僅是監管和法規，同時也對研發人員提出了技術需求方面的新挑戰。
機會與挑戰
可用的打印材料成為頗被關注的領域。當前，缺乏針對于增材制造需求的商業打印材料，也缺乏針對于打印要求的材料解決方案服務能力。
研究與開發主要集中在材料開發、過程監控、設計優化、多材質打印、預測仿真、表面處理、微/納米打印等方面的工作。陶瓷的生物相容性和高熱的應用是一個挑戰。當前已有幾家公司的陶瓷、金屬打印技術不斷成熟。
設備工藝的穩定性改進及認證方面是另一個挑戰。增材制造仍受材料、工藝和設備的影響很大。
研發趨勢
當前缺乏足夠的增材制造數據，設計工具的驗證(有限元，計算流體動力學分析等)需要在生產環境中來進行可靠性和可重復性的測試。對基于經驗的測試依賴性很高。整個增材制造行業呼喚標準化的快速實現，特別是設備的可用性和性能規格。當然，過程控制是下一個挑戰。大多數加工環境是封閉條件下進行的。目前研究項目也集中在現場過程監控，過程控制主要有兩種方式：一種是通過直接熔池熱監控，另一種是通過間接熔池熱監控。
為了更好地實現產品的優化，正趨向于對更好的優化和仿真工具進行研究。新的數學理論被應用到更好地優化仿生物理模型，探索所有的基于過程的結構-性能關系。增材制造的關注點也不再局限于輕量化或機械性能提升等方面，混合材料和復合打印正在開啟增材制造的又一項潛力。包括粉體性能、熱變形和表面準備的研究正在為增材制造打開更廣闊的窗口。其他領域的研究和發展趨勢包括超短激光脈沖，利用空氣動力學聚焦納米級別的3D打印技術等。