长期以来,世界各国采用“资源一产品一消费一排放”的单向发展模式,以一种高投入、高消耗、高污染、低效率为特征的短期粗放型经济方式换取经济的繁荣,却付出了生态环境严重恶化和资源、能源过度浪费的代价。面对日益恶化的生态危机,人们已经意识到只考虑发展不顾环境的传统发展模式是不符合人类社会发展长远利益的。
自20世纪70年代以来,世界各国经济发展模式呈现出新的绿色战略模式,使绿色产品的生产成为了竞争焦点,而绿色设计是实现产品绿色化(节能、降耗、环保和劳保)的基础。绿色设计就是在生态哲学指导下,运用生态思维,将物的设计纳入“人一机一环境”系统进行最优化的一种设计方法。它满足了人们的绿色消费需求,是冲破绿色贸易壁垒,实施可持续发展战略的必然选择。
随着世界经济一体化的深入发展,企业正面临新的挑战和机遇。产品环保化和个性化需求不断增长,设备和产品的功能与结构逐步复杂,市场竞争日益激烈。如何提高产品绿色设计与市场投放速度,已成为决定企业竞争是否占优的关键。增材制造(additive manufacturing,AM)技术作为绿色设计与制造的重要组成部分,适应新形势下以绿色消费为主的发展方向。增材制造采用材料逐渐累加的方法制造实体零件,与传统加工工艺相比,大大减少了机加工,提高了材料利用率。根据美国能源部预计,增材制造将比机加工削减制造节省超过50% 的能源。国外学者、研究机构及企业对增材制造的设备和材料选择等方面进行了系统化的研究,实现了产品的绿色设计、轻量化制造,但受设计理念、核心技术及加工工艺水平等的限制,中国制造业应用增材制造技术没有实现大批量定制化生产,同时相关标准的滞后也阻碍了中国制造产业结构的转型。
活水源基于绿色设计的特点,分析了现代产品的开发模式,并对增材制造技术的内涵、发展现状和研究内容进行归纳与概括,同时提出了发展策略,为中国企业广泛应用绿色化的增材制造技术提供了有力的参考。