01【增材制造】Additive Manufacturing

普遍稱為3D打印的增材制造 已經(jīng)成為新一輪工業(yè)革命的旗幟。它明顯不同于以往，專業(yè)人士和愛(ài)好者都可用上，但增材制造不過(guò)是未來(lái)幾年有望給很多東西的制造方式帶來(lái)重大變革的一系列新興技術(shù)之一。甚至增材制造也非僅限于3D打印。

一項(xiàng)剛剛嶄露頭角的工藝名叫“冷噴涂”，就是通過(guò)噴嘴噴射金屬顆粒，由于速度很高，這些顆粒會(huì)相互結(jié)合、組成形狀。通過(guò)精確控制噴嘴，機(jī)器操作員就可以像利 用3D打印機(jī)打印一樣制造出齒輪之類的三維金屬物體。物體就像是通過(guò)噴繪畫(huà)出來(lái)的一樣，哪怕是用鈦之類的不常見(jiàn)金屬，也都是可以完成的。

02【傳感、測(cè)量和過(guò)程控制】Advancing Sensing, Measurement,and Process Control

幾乎所有先進(jìn)制造技術(shù)都有一個(gè)共通的東西：它們都由處理巨量數(shù)據(jù)的電腦驅(qū)動(dòng)。正因如此，那些捕捉并記錄數(shù)據(jù)的東西才如此重要，如監(jiān)測(cè)濕度的傳感器、確定位置的GPS跟蹤器、測(cè)量材料厚度的卡尺等。這些設(shè)備不僅越來(lái)越多地用于智能手機(jī)的智能化，還使得智能、靈活、可靠、高效的制造技術(shù)成為可能。

 在一座現(xiàn)代化的工廠里面，傳感器不僅有助于引導(dǎo)日益靈敏的機(jī)器，還提供管理整個(gè)工廠的運(yùn)營(yíng)所需要的信息。產(chǎn)品從誕生到送達(dá)都可以跟蹤，某些情況下還可以跟蹤 到送達(dá)之后。在這個(gè)過(guò)程中，一旦有問(wèn)題出現(xiàn)，比如在噴漆室的濕度不適宜噴涂的時(shí)候，傳感器就會(huì)偵測(cè)出來(lái)，向機(jī)器操作者發(fā)送警報(bào)信號(hào)，甚至是向工廠管理者的 手機(jī)發(fā)送警報(bào)信號(hào)。

03【材料設(shè)計(jì)、合成與加工】Advanced Materials Design,Synthesis, and Processing

新機(jī)器將需要新材料，新材料將使新式機(jī)器的制造成為可能。隨著將材料細(xì)分到原子或分子層級(jí)、幾乎不需要經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)室步驟就可以進(jìn)行操縱的進(jìn)展出現(xiàn)，涂層、復(fù)合材料和其他材料的開(kāi)發(fā)正在加快。

借鑒人類基因組計(jì)劃取得的廣受認(rèn)可的成功，能源部等美國(guó)政府機(jī)構(gòu)去年發(fā)起成立了材料基因組計(jì)劃(Materials Genome Initiative), 其目標(biāo)是將確定新材料、把新材料推向市場(chǎng)所需要的時(shí)間縮短一半。

目前這個(gè)過(guò)程可能需要耗時(shí)幾十年，比如鋰離子電池技術(shù)是20世紀(jì)70年代?？松?Exxon)的一名員工首次構(gòu)想出來(lái)的，但一直要到90年代才開(kāi)始商業(yè)化。這個(gè)計(jì)劃涉及的部分工作，便是讓該領(lǐng)域內(nèi)散落在世界各處、兩耳不聞窗外事的研究人員共享創(chuàng)意和創(chuàng)新。

04【數(shù)字制造技術(shù)】Visualization, Informatics,and Digital Manufacturing Technologies