本報記者 戴正宗
增材制造,又稱為“3D打印”,是一種以數(shù)字模型為基礎(chǔ),運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過使用3D打印設(shè)備將材料進行逐層添加,制造出三維物體的新型制造技術(shù)。
作為先進制造業(yè)的重要組成部分、中央財政重點支持的領(lǐng)域,增材制造不僅可以滿足小批量、定制化生產(chǎn)的需求,還可以大大縮短研發(fā)周期,降低研發(fā)成本。
近日在安徽省蕪湖市繁昌區(qū)舉行的“2021增材制造發(fā)展蕪湖(繁昌)高峰論壇暨中國增材制造產(chǎn)業(yè)年會”上,與會者認(rèn)為,增材制造目前已經(jīng)成為制造業(yè)的一項顛覆性技術(shù),讓制造業(yè)的面貌煥然一新。近年來,隨著支持政策的不斷出臺,增材制造也煥發(fā)了勃勃生機,不斷向制造業(yè)的中高端邁進。
增材制造成為制造業(yè)顛覆性技術(shù)
在會場外的展臺上,一件巴掌大小、碗狀半圓形、表面粗糙且中間帶有空隙的物品,吸引了與會者的目光?!斑@是用3D打印機打印出來的鈦合金髖臼杯,用于人體髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)。表面空隙結(jié)構(gòu),模仿人體骨小梁,可以更好地植入人體?!卑不罩薪∪S科技有限公司銷售工程師程千里告訴記者,這種鈦合金髖臼杯目前廣泛用于骨外科手術(shù),得到了廣大患者的認(rèn)可。
“3D打印最大的特點,是可以滿足小批量、定制化的需要。像這種用樹脂材料打印的人體動脈血管,就是根據(jù)患者真實血管造影打印的。它可以讓醫(yī)生在做手術(shù)的時候,提前規(guī)避血管畸形造成的風(fēng)險?!背糖Ю镆贿吥弥种械陌咨珮錉?D血管模型,一邊對記者說:“目前安徽省內(nèi)三甲醫(yī)院都在應(yīng)用這種技術(shù),為心腦血管病人提供精準(zhǔn)、安全的手術(shù)。打印人體某一個部位的3D血管模型,病人需要花費4000多元,但為了手術(shù)安全,很多病人都愿意讓醫(yī)生打印自己的血管模型?!?br />
在另外一張展臺上,一件長約1米,寬約40公分的飛機發(fā)動機模型也讓與會者駐足圍觀。“這是國產(chǎn)大飛機航空發(fā)動機縮小版模型,用于飛機發(fā)動機設(shè)計的驗證與論證。在飛機發(fā)動機設(shè)計過程中,工程師需要通過正向和逆向觀察,確保發(fā)動機每一個零件的精準(zhǔn)。這就需要預(yù)先打印出一個3D模型?!鄙虾?a href="http://www.hxfremp.cn/space-uid-79587.html" target="_blank" class="relatedlink">聯(lián)泰科技股份有限公司區(qū)域經(jīng)理袁浩告訴記者,在制造業(yè)飛速發(fā)展的今天,3D打印所體現(xiàn)的智能制造為奇思妙想帶來了各種可能。
增材制造成為制造業(yè)顛覆性的技術(shù),其產(chǎn)生的新動能不可小覷,在醫(yī)療、航空等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。據(jù)中國科學(xué)院院士、空軍工程大學(xué)教授李應(yīng)紅介紹,2020年美軍拆解了一架黑鷹直升機,對全機2萬多個部件進行了三維掃描,形成了數(shù)字模型庫,開展3D打印部件甄別,研究相關(guān)打印參數(shù)和性能,驗證打印部件能夠滿足飛機作戰(zhàn)使用要求。
中國科學(xué)院院士、北京科技大學(xué)粉末冶金與先進陶瓷研究所所長葛昌純表示,3D打印技術(shù)不受制作環(huán)境的限制,可制作形狀、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件,可一次性完成合格零件的制作,具有較高的柔度、高度的集成和較高的時效性。
政策沃土讓增材制造產(chǎn)業(yè)充滿生機
“十三五”以來,以3D打印為代表的增材制造方式被提升到國家戰(zhàn)略層面。作為制造強國戰(zhàn)略重要組成部分,工業(yè)和信息化部高度重視并聯(lián)合財政部在內(nèi)的多部門,積極推進增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展。同時,中央財政更是通過“增材制造與激光制造”國家重點技術(shù)專項,支持符合條件的增材制造工藝技術(shù)、裝備及其關(guān)鍵零部件研發(fā),研究將符合條件的增材制造納入“科技創(chuàng)新2030——重大項目”支持范圍。
增材制造作為新興產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為新一輪科技和產(chǎn)業(yè)變革的重要驅(qū)動力,是培育發(fā)展新動能,獲取競爭新優(yōu)勢的關(guān)鍵領(lǐng)域。據(jù)了解,“十三五”以來,工業(yè)和信息化部積極落實黨中央國務(wù)院重要決策部署,通過政策引導(dǎo)、專項扶持、人才搭建等多措并舉,大力推動增材制造發(fā)展,并取得了顯著成效。
據(jù)工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)發(fā)展中心相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹,“十三五”時期,我國增材制造產(chǎn)業(yè)持續(xù)高速發(fā)展,涌現(xiàn)出一批骨干企業(yè),形成了若干產(chǎn)業(yè)聚集區(qū),成立了一批行業(yè)組織機構(gòu),初步形成了完整的增材制造產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系。2020年我國增材制造企業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到210億元,較2016年67億元增長3倍左右。
同時,增材制造的應(yīng)用場景也在不斷拓展?!澳壳盎凇?G+工業(yè)互聯(lián)’的增材制造智能工廠建設(shè)正在從設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實。”中國航天三院159廠副經(jīng)理、航天增材科技(北京)有限公司董事長仵鳳勇告訴記者,通過5G傳感器,工廠技術(shù)人員可以實時采集增材設(shè)備的信息,并利用數(shù)字孿生技術(shù),實現(xiàn)資源的動態(tài)調(diào)配、產(chǎn)線的協(xié)同化作業(yè),在提高效率的同時,減少加工成本。
“增材制造還讓傳統(tǒng)鑄造業(yè)告別了過去的‘傻大黑粗’,賦予了其全新的生命。”寧夏共享集團股份有限公司董事長彭凡告訴記者,3D打印一改鑄造模具的生產(chǎn)方式,用3D打印制作的砂型模具,其結(jié)構(gòu)適應(yīng)性強、重量輕,省去了傳統(tǒng)金屬模具的鑄造與加工環(huán)節(jié),實現(xiàn)了砂型鑄造用模具的快速、低成本制造。
不斷推動增材制造產(chǎn)業(yè)邁向中高端
“十四五”時期是我國開啟全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家第一個五年,是我國制造業(yè)奮力譜寫高質(zhì)量發(fā)展文章的關(guān)鍵五年,也是我國增材制造產(chǎn)業(yè)全面發(fā)展和重點突破的重要窗口期。
據(jù)工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)發(fā)展中心政策規(guī)劃處副處長李方正介紹,“十四五”時期,我國增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展將呈現(xiàn)以下三大趨勢。一是產(chǎn)業(yè)鏈價值鏈重構(gòu),增材制造成為制造業(yè)新選擇;二是增材制造驅(qū)動產(chǎn)業(yè)變革,各國將加碼增材制造產(chǎn)業(yè);三是制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級加速,新應(yīng)用需求不斷涌現(xiàn)。
作為高端裝備產(chǎn)業(yè),增材制造是未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新增長點。工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)一司相關(guān)負(fù)責(zé)人表示,工業(yè)和信息化部將堅決落實黨中央、國務(wù)院重要決策部署,著力提升供給能力,加快推廣應(yīng)用,提升產(chǎn)業(yè)高級化和產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化水平,推動我國增材制造產(chǎn)業(yè)再上新臺階。
好風(fēng)憑借力。作為增材制造業(yè)最大的行業(yè)組織,增材制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟也將聚焦三個方面的工作。據(jù)工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)發(fā)展中心相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹,一是深化產(chǎn)業(yè)研究。結(jié)合產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的新形勢、新問題,聚焦材料工業(yè)裝備核心零部件等關(guān)鍵環(huán)節(jié),梳理共性問題和短板弱項,開展細(xì)分領(lǐng)域研究,編制白皮書和團體標(biāo)準(zhǔn),為政策制定和行業(yè)應(yīng)用提供強力支撐。
二是提供行業(yè)服務(wù)。充分發(fā)揮聯(lián)盟的參謀助手和橋梁紐帶作用,組織行業(yè)展會、峰會、研討會等各類交流活動,搭建行業(yè)交流合作平臺,推進政產(chǎn)聯(lián)動,產(chǎn)業(yè)結(jié)合產(chǎn)區(qū)對接,產(chǎn)融對接。
三是加快培養(yǎng)增材制造急需緊缺人才。聯(lián)盟計劃聯(lián)合院校機構(gòu)開展面向管理人才、技術(shù)人才和技能人才的培訓(xùn),為增材制造行業(yè)輸送新鮮血液。
推動增材制造產(chǎn)業(yè)不斷邁向中高端已是當(dāng)務(wù)之急。中國增材制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟相關(guān)負(fù)責(zé)人表示,當(dāng)前新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革突飛猛進,學(xué)科交叉融合不斷發(fā)展,科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟社會發(fā)展加快融合滲透。增材制造作為一項顛覆性技術(shù),具有數(shù)據(jù)驅(qū)動,高度柔性快速成形的特點,已經(jīng)成為推動制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級,重塑全球產(chǎn)業(yè)鏈和價值鏈的手段。
來源:中國財經(jīng)報
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