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3D打印迅猛发展 中国企业如何跟进?

来源:中国电子报  作者:张心怡  投稿时间:2018-01-30

  1月28日,由中国电子信息产业发展研究院、中国增材制造产业联盟主办的中国增材制造产业发展(渭南)高峰论坛暨中国增材制造产业联盟年会召开。中国工程院院士、中国增材制造产业联盟专家委员会主任卢秉恒,中国电子信息产业发展研究院副院长、中国增材制造产业联盟秘书长王鹏等近400名行业专家、企业代表及银行、金融投资机构代表出席论坛,探讨国内外增材制造技术进展及产业发展趋势。
 

  世界各国积极抢占
 

  3D打印制高点
 

  增材制造(又称3D打印)是以数字模型为基础,将材料逐层堆积制造出实体物品的新兴制造技术,实现了制造方式从等材、减材到增材的重大转变,改变了传统制造的理念和模式。赛迪研究院装备工业研究所所长左世全在汇报中指出,美国率先将增材制造产业上升到国家战略发展高度,欧盟注重发展金属增材制造技术,俄罗斯在激光领域具备技术优势,我国政府也发布了一系列相关政策,关键技术不断突破,产业规模迅速扩大,发展潜力巨大。
 

  据卢秉恒介绍,美国国防部高级研究计划局(DARPA)实施了“开放式制造项目”,推动3D打印成为国防制造领域的主流技术,美国海军在2016年成功测试了首个使用3D打印的导弹部件;美国国家增材制造创新机构(现名“美国制造”)发布“增材制造技术线路图”,将设计、材料、工艺、价值链和增材制造基因组设定为关键技术领域,美国航天发动机近1/3的零件采用了增材制造技术。
 

  在此期间,欧盟“增材制造标准化支持行动”计划发布了增材制造标准化路线图,空客公司采用3D打印技术生产了超过1000个飞机零部件。俄罗斯托姆斯克理工大学(TPU)设计的首枚外壳由3D打印制造的CubeSat纳米卫星Tomsk—TPU—120被送往国际空间站,英国南安普顿大学利用增强型ABS塑料打印出成本仅为数千美元的小型无人机,韩国也开展了3D打印创客培训计划,积极抢占3D打印的技术制高点。
 

  我国早在《中国制造2025》就对3D打印的发展提出要求。近期,工信部联合国家发改委、教育部等11部门印发《增材制造产业发展行动计划(2017—2020年)》(以下简称《行动计划》),明确提出到2020年实现五大目标:一是产业保持高速发展,年均增速在30%以上,2020年增材制造产业销售收入超过200亿元;二是技术水平明显提高,突破100种以上满足重点行业需求的工艺装备、核心器件及专用材料;三是行业应用显著深化,开展100个以上试点示范项目,在重点制造(航空、航天、船舶、核工业、汽车、电力装备、轨道交通装备、家电、模具、铸造等)、医疗、文化、教育等四大领域实现规模化应用;四是生态体系基本完善,形成完整的増材制造产业链,计量、标准、检测、认证等在内的生态体系基本形成;五是全球布局初步实现,培育2~3家以上具有较强国际竞争力的龙头企业,打造2~3个国际知名名牌,一批装备、产品走向国际市场。
 

  左世全指出,与德、美等国家相比,我国增材制造产业尚存在产业规模化程度较低,专用材料性能亟需提高,关键装备和核心器件依赖进口,行业标准体系不健全,协同推进机制有待完善,应用广度深度有待加强等问题。提高创新能力、提升供给质量、推进示范应用、培育龙头企业、完善支撑体系将是下一阶段的工作重点。
 

  医疗、航空、兵器,
 

  3D打印有哪些重点
 

  3D打印模糊了数字世界和实体世界的界限,将实体转化为计算机数据,是实现“数字向实体”转换的重要技术。左世全指出,从近期看,3D打印最适用于定制化和及时交付市场的行业,尤其是小批量、高附加值的航空航天和医疗领域的零部件。
 

  在医疗领域,生物3D打印有望带动医疗、制药、生物医疗科研的发展。清华大学机械工程系教授孙伟指出,生物墨水、软件、装备的集成研发及产业化研究,代表了生物3D打印的大方向。下一代生物三维打印机将提供更多功能(如多喷头),市场容量有望在2030年达到数十亿美元。
 

  在航空领域,鑫精合激光科技发展(北京)有限公司执行董事李广生指出,激光选区熔化技术(SLM)、激光修复等技术有望在航空航天构件和航空发动机(裂纹、叶片等)修复领域得到应用。他认为,更新设计思想,结合传统工艺,适应快速制造、敏捷制造的要求,实现应用、修复与再制造,是3D打印在航空领域的发展方向。
 

  除医疗、制造以外,3D打印在兵器领域也存在应用空间。中国兵器装备研究院增材制造技术中心主任黄声野指出,战场保障、枪械打印、弹药打印、导弹打印等技术已经在美、俄等国家展开研究。战场维修保障需要智能化、自动化的快速成形系统,弹药需要柔性、低价、批量的制造技术,火炮需要基于新技术的轻量化设计。专用设备与工艺材料,基础研究与共性研究,是下一阶段的工作重点。
 

  卢秉恒指出,增材制造工程科技有六项重点任务:高性能合金构件增材制造,复合材料与复合结构3D打印,微纳3D打印,太空3D打印,4D打印和生物3D打印。他希望到2025年,3D打印能显著影响制造业和各行各业的产品开发进程,到2035年我国能在3D打印领域实现领跑,在大型飞机、重型运载火箭、船舶领域实现工程化应用,在生物打印领域走向国际前沿。

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