由中國電子信息產業(yè)發(fā)展研究院、中國增材制造產業(yè)聯盟主辦的中國增材制造產業(yè)發(fā)展(渭南)高峰論壇暨中國增材制造產業(yè)聯盟年會召開。中國工程院院士、中國增材制造產業(yè)聯盟專家委員會主任盧秉恒,中國電子信息產業(yè)發(fā)展研究院副院長、中國增材制造產業(yè)聯盟秘書長王鵬等近400名行業(yè)專家、企業(yè)代表及銀行、金融投資機構代表出席論壇,探討國內外增材制造技術進展及產業(yè)發(fā)展趨勢。
世界各國積極搶占
3D打印制高點
增材制造(又稱3D打?。┦且詳底帜P蜑榛A,將材料逐層堆積制造出實體物品的新興制造技術,實現了制造方式從等材、減材到增材的重大轉變,改變了傳統制造的理念和模式。賽迪研究院裝備工業(yè)研究所所長左世全在匯報中指出,美國率先將增材制造產業(yè)上升到國家戰(zhàn)略發(fā)展高度,歐盟注重發(fā)展金屬增材制造技術,俄羅斯在激光領域具備技術優(yōu)勢,我國政府也發(fā)布了一系列相關政策,關鍵技術不斷突破,產業(yè)規(guī)模迅速擴大,發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>
據盧秉恒介紹,美國國防部高級研究計劃局(DARPA)實施了“開放式制造項目”,推動3D打印成為國防制造領域的主流技術,美國海軍在2016年成功測試了首個使用3D打印的導彈部件;美國國家增材制造創(chuàng)新機構(現名“美國制造”)發(fā)布“增材制造技術線路圖”,將設計、材料、工藝、價值鏈和增材制造基因組設定為關鍵技術領域,美國航天發(fā)動機近1/3的零件采用了增材制造技術。
在此期間,歐盟“增材制造標準化支持行動”計劃發(fā)布了增材制造標準化路線圖,空客公司采用3D打印技術生產了超過1000個飛機零部件。俄羅斯托姆斯克理工大學(TPU)設計的首枚外殼由3D打印制造的CubeSat納米衛(wèi)星Tomsk—TPU—120被送往國際空間站,英國南安普頓大學利用增強型ABS塑料打印出成本僅為數千美元的小型無人機,韓國也開展了3D打印創(chuàng)客培訓計劃,積極搶占3D打印的技術制高點。
我國早在《中國制造2025》就對3D打印的發(fā)展提出要求。近期,工信部聯合國家發(fā)改委、教育部等11部門印發(fā)《增材制造產業(yè)發(fā)展行動計劃(2017—2020年)》(以下簡稱《行動計劃》),明確提出到2020年實現五大目標:一是產業(yè)保持高速發(fā)展,年均增速在30%以上,2020年增材制造產業(yè)銷售收入超過200億元;二是技術水平明顯提高,突破100種以上滿足重點行業(yè)需求的工藝裝備、核心器件及專用材料;三是行業(yè)應用顯著深化,開展100個以上試點示范項目,在重點制造(航空、航天、船舶、核工業(yè)、汽車、電力裝備、軌道交通裝備、家電、模具、鑄造等)、醫(yī)療、文化、教育等四大領域實現規(guī)模化應用;四是生態(tài)體系基本完善,形成完整的増材制造產業(yè)鏈,計量、標準、檢測、認證等在內的生態(tài)體系基本形成;五是全球布局初步實現,培育2~3家以上具有較強國際競爭力的龍頭企業(yè),打造2~3個國際知名名牌,一批裝備、產品走向國際市場。
左世全指出,與德、美等國家相比,我國增材制造產業(yè)尚存在產業(yè)規(guī)模化程度較低,專用材料性能亟需提高,關鍵裝備和核心器件依賴進口,行業(yè)標準體系不健全,協同推進機制有待完善,應用廣度深度有待加強等問題。提高創(chuàng)新能力、提升供給質量、推進示范應用、培育龍頭企業(yè)、完善支撐體系將是下一階段的工作重點。
醫(yī)療、航空、兵器,
3D打印有哪些重點
3D打印模糊了數字世界和實體世界的界限,將實體轉化為計算機數據,是實現“數字向實體”轉換的重要技術。左世全指出,從近期看,3D打印最適用于定制化和及時交付市場的行業(yè),尤其是小批量、高附加值的航空航天和醫(yī)療領域的零部件。
在醫(yī)療領域,生物3D打印有望帶動醫(yī)療、制藥、生物醫(yī)療科研的發(fā)展。清華大學機械工程系教授孫偉指出,生物墨水、軟件、裝備的集成研發(fā)及產業(yè)化研究,代表了生物3D打印的大方向。下一代生物三維打印機將提供更多功能(如多噴頭),市場容量有望在2030年達到數十億美元。
在航空領域,鑫精合激光科技發(fā)展(北京)有限公司執(zhí)行董事李廣生指出,激光選區(qū)熔化技術(SLM)、激光修復等技術有望在航空航天構件和航空發(fā)動機(裂紋、葉片等)修復領域得到應用。他認為,更新設計思想,結合傳統工藝,適應快速制造、敏捷制造的要求,實現應用、修復與再制造,是3D打印在航空領域的發(fā)展方向。
除醫(yī)療、制造以外,3D打印在兵器領域也存在應用空間。中國兵器裝備研究院增材制造技術中心主任黃聲野指出,戰(zhàn)場保障、槍械打印、彈藥打印、導彈打印等技術已經在美、俄等國家展開研究。戰(zhàn)場維修保障需要智能化、自動化的快速成形系統,彈藥需要柔性、低價、批量的制造技術,火炮需要基于新技術的輕量化設計。專用設備與工藝材料,基礎研究與共性研究,是下一階段的工作重點。
盧秉恒指出,增材制造工程科技有六項重點任務:高性能合金構件增材制造,復合材料與復合結構3D打印,微納3D打印,太空3D打印,4D打印和生物3D打印。他希望到2025年,3D打印能顯著影響制造業(yè)和各行各業(yè)的產品開發(fā)進程,到2035年我國能在3D打印領域實現領跑,在大型飛機、重型運載火箭、船舶領域實現工程化應用,在生物打印領域走向國際前沿。
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