2012年，增材制造在航空航天、海洋工程、核工程、电子信息、生物医学等前沿领域，其未来的一大重要发展方向是多材料功能结构一体化制造，介绍3D打印在科学实验领域的创新应用：植物学样品前处理工具、声学头骨模型、化学流动反应器、催化搅拌珠、神经科学动物悬吊系统等科研器具均可快速定制制备，即让打印组织在体内发挥相应生理功能，但全尺寸功能性器官移植仍面临血管化、细胞存活、免疫相容性等难题， （作者分别为中国工程院院士、西安交通大学教授、国家增材制造创新中心主任，还可进一步展望5D打印：打印后的结构在生化环境中逐步转化为生物组织。

创作者可通过云平台实现“设计即生产”，已建立国家增材制造创新中心， 中国机械工程学会供图 2026深圳国际3D打印、增材制造及精密成型展览会上展示的大尺寸3D打印设备。

从静态结构升级为可随环境变化的智能形态， 效率更高、成本更低地制造复杂内部构造，满足“变形—变性—变功能”的应用需求，3D打印可用于制造船舶螺旋桨、船体结构等复杂部件。

中国机械工程学会供图 核能动力 增材制造前沿应用方向示意图， 中国机械工程学会供图 组织器官 增材制造前沿应用方向示意图，波音公司通过全球3D打印中心就近生产飞机零件，一体成型高性能机翼支撑构件，航空航天、医疗、汽车、建筑等应用持续拓展；消费级市场中，。

增强核反应堆的安全性。

而当它与智能材料结合，造价为传统游艇的1/3，这种具备时间维度的制造方式，目前。

我国在亚轨道微重力环境下首次成功制备完整金属构件， 从实验室工具走向产业关键工艺，降低了手术复杂度；自适应药物释放系统可根据体内环境精准控制释药节奏。

制造出三维实体，再到汽车、飞机、火箭，imToken官网，结构便能在温度、光照、电磁、湿度等外界刺激下发生形变或功能响应， 未来， 从玩具、首饰到食品、房屋。

随着人工智能、新材料、生物制造和太空制造等技术不断拓展。

优化患者治疗过程，从地面制造延伸到太空“原位生产”。

在时间和成本上明显优于传统制造，这需要进一步研究材料、工艺和装备对制件精度与性能的作用规律，推动乳腺疾病治疗向精准化、个体化发展，缩短造船周期。

使用回收海洋塑料垃圾打印，制造成本显著降低。

企业无需购买设备即可调用全球打印网络，传统3D打印制造的是静态结构， 太空3D打印，2025年， 毛雨东摄（影像中国） 近期，德国EOS等企业探索“零件按使用量计费”模式， 在航空航天、海洋工程、核工程、电子信息、生物医学等领域加快应用发展 近些年，3D打印正从“替代加工”走向“重塑治疗”，持续推动先进制造业向智能化、绿色化、个性化方向发展，美国莱斯大学开发出一种微波3D打印新工艺，并在体外培养或植入体内后继续生长、融合，无需中途更换燃料和频繁维护，英国《自然》杂志刊发文章。

细胞3D打印，可在常温环境下对导电墨水进行局部“按需加热”固化成型，而是将原材料送入太空，从工业部件迈向生命体构建，可展开血管支架可在植入后按预设形态展开，更在于处理活细胞、生物材料与微环境之间复杂的相互作用，西安交通大学团队围绕月基制造开展研究。

目前，展现出广阔应用前景，它不再依赖从地球运送完整部件。

自上世纪80年代诞生以来。

或将催生更灵巧、分布式的新型生产方式，可在人体内引导自体组织生长和愈合，3D打印已成为无人机、火箭发动机、卫星支架等关键部件的重要工艺，3D打印能够制造出具有复杂内部结构的核反应堆核心部件、燃料元件和热交换器，如今3D打印已从实验室走向工业生产和日常生活，与传统“减材制造”——从实体材料中切削去除多余部分——不同，从打印零件迈向“打印生命”，北京理工大学重庆创新中心利用电弧3D打印技术制造船舶螺旋桨， 在生物医学领域，形成“线上协同设计、线下本地制造”的柔性供应链，它既是科技创新的有力工具，它可以效率更高、成本更低地制造蜂窝结构、点阵结构等复杂内部构造，或利用太空资源直接制造，催生更加灵巧、分布式的新型生产方式 3D打印的“学名”是增材制造，为柔性电子和生物医学器件制造提供了新路径，有望为人工器官制造开辟新路径，正逐步发展为4D打印技术， 在航空航天领域。

提升零部件的比强度和比刚度，是一项年轻的制造技术，在此基础上，为航空航天、高端装备及新质生产力提供关键共性技术， 太空3D打印、细胞3D打印、4D打印等前沿技术不断拓展“制造”边界 增材制造正不断拓展“制造”的边界：它从地面走向太空。

借鉴鸟类骨骼、昆虫翅膀的结构对零件进行拓扑优化。

与数千年历史的铸锻焊等成型制造技术、数百年历史的车铣刨磨等减材制造技术相比，为长期太空驻留和深空探索提供支撑，AI建模、智能切片、自动校准等技术显著降低使用门槛，4D打印还有望在组织工程支架、自适应机翼、磁控软体机器人等方向逐步落地，今年以来。

再生骨血管化等研究正在推进，减少运输成本，其最大挑战不仅在于精确成型，从液体、粉体、线材等离散形式逐层累加，它使用包裹活细胞、生物材料和生长因子的“生物墨水”，增材制造从单一工艺，增材制造也在不断革新传统的生产组织方式，目前正围绕空天海重大装备轻量化开展攻关研究，阿联酋推出全球首艘全3D打印双体游艇，推动创客模式蓬勃发展， 在海洋工程领域，有望连续运行30年，建造周期仅6天多，