增材制造产业发展提速 3D打印推上制造业制高点

 

小杯子、小拉链、小化妆盒、义齿牙托、城堡模型……在中国增材制造产业发展高峰论坛会场外，一台3D机打印出来的各种模型让人眼花缭乱。“增材制造又叫3D打印，现在的3D打印技术，只要你能想到的都能打出来。”近日在陕西渭南论坛现场，记者听到最多的就是这句话。作为“中国制造2025”重点发展领域，经过近几年的努力，我国在增材制造领域取得了长足进展。但与发达国家相比，还存在较大差距。与会者认为，未来我国增材制造产业发展离不开政策支持，财政政策将在其中发挥关键性的作用。

 

 

增材制造产业发展势头迅猛

 

“3D打印实现了制造从等材、减材到增材的重大转变。”山西增材制造研究院有限公司工程师罗伟告诉记者，减材加工工艺主要指切、铣、磨等；等材加工工艺以铸、锻、焊等为代表；3D打印则是增材制造技术，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，可以一次制造任意复杂的零部件。

 

由于改变了切削、组装等加工模式，减少了加工工序，3D打印能大大缩短新产品、新工艺的开发成本与周期。以发动机缸盖为例，传统砂型铸造、工装模具设计制造周期需要5个月，而利用3D打印技术可以在1个星期内整体成型出四气门、六缸发动机缸盖砂型。

 

中国工程院院士、西安交通大学教授卢秉恒说，3D打印能为“双创”（大众创业、万众创新）搭建平台。从创新的角度讲，3D打印能够实现对产品、装备创新升级。据他介绍，目前发达国家航空发电机和航天发动机所用的1／3以上的零件都由3D打印完成。如美国通用公司通过3D打印技术，把原来2个喷油流道变成3个喷油流道，为公司创造了400多亿美元的经济效益。

 

“从大众创业的角度讲，3D打印更是大有可为。”卢秉恒介绍说，2014年，美国通用公司挑战3D打印，将飞机的一个零部件公开让创客设计。在收集的700多个方案中，第一名只用了1／6原始结构的重量就完成了全部测试。设计者是一个19岁的年轻人，方案却超过了通用公司的资深专家。

 

“3D打印体现了信息技术与先进材料技术、数字制造技术的密切结合，是我国制造业升级发展的重要方向。”工信部赛迪研究院装备工业研究所所长、《国家增材制造产业发展推进计划（2015－2016年）》（以下简称《推进计划》）主要起草人左世全在发言时表示，3D打印能有效降低产品开发成本，缩短新产品开发周期，有助于改变我国制造业长期处于价值链低端的不利局面。

 

“有鉴于此，我国把增材制造产业列为‘中国制造2025’的发展重点。”据他介绍，2015年，工信部、国家发改委、财政部联合印发了《推进计划》。《推进计划》发布以来，行业企业发展增材制造产业的积极性得到了极大提高，研发生产投入大幅增长，一批关键技术得到突破，装备性能显著提升，应用领域日益拓展，生态体系初步形成，涌现出一批骨干企业，形成若干产业集聚区，基本形成了以环渤海地区、长三角地区、珠三角地区为核心，以中心部地区为纽带的产业发展格局。

 

“目前，我国3D打印已在航空航天、汽车、生物医疗、模具制造、文化创意等领域得到初步应用，产业规模增长很快。”中国电子信息产业发展研究院副院长王鹏表示，据中国增材制造产业联盟统计，2016年我国增材制造产业规模已达80亿元，2017年产业规模有望突破100亿元。

 

“然而，与德、美等发达工业国家相比，我国增材制造产业目前仍存在关键技术滞后、创新能力不足、专用材料性能亟待提高、高端装备及零部件质量可靠性能有待提升、应用广度深度有待提高等一系列问题。”左世全说，为此，工信部、国家发改委、财政部等12部门于去年12月联合印发了《增材制造产业发展行动计划（2017－2020年）》（以下简称《行动计划》），推进我国增材制造产业实现快速健康持续发展。

 

财政政策助力我国增材制造产业健康发展

 

“12部门联合印发的《行动计划》表明，国家高度重视增材制造产业。”作为《行动计划》主要起草人的左世全对此感触颇深。

 

《行动计划》提出，增材制造产业到2020年要实现五大目标：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。

 

“《行动计划》最大亮点是，国家在重点培育增材制造产业方面进行财政配套支持，通过国家科技计划（基金、专项等）支持增材制造技术的研发工作，在智能制造装备有关领域的专项中研究支持增材制造发展的政策。”左世全告诉记者，中央财政通过“增材制造与激光制造”国家重点技术专项，支持符合条件的增材制造工艺技术、装备及其关键零部件研发，研究将符合条件的增材制造纳入“科技创新2030—重大项目”支持范围。

 

作为“增材制造与激光制造”国家重点技术专项主要起草人，西北工业大学教授、凝固技术国家重点实验室主任黄卫东对于中央财政的鼎力支持深有感触。他在发言时表示，中央财政的重点专项在增材制造方面的目标是突破增材制造基础理论，取得原创性技术成果，超前部署研发下一代技术，攻克增材制造的核心元器件和关键工艺技术，研制相关重点工艺装备。

 

据他介绍，“增材制造与激光制造”重点专项实施周期为5年（2016－2020年），每年安排15亿元资金，支持基础理论与前沿技术、关键工艺与装备、创新应用与示范部署，促使我国传统制造业转型升级，支撑高端制造业发展。2016年，专项在增材制造与激光制造两个方向已启动实施27个项目，涉及航空航天、医疗、互联网等多个领域。2017年，专项已启动设计20个研究任务的23个项目。2018年，专项又启动30个研究任务，拟支持30—60个项目。

 

据了解，除了“增材制造与激光制造”国家重点技术专项外，《行动计划》强调，要落实好增材制造设计及工艺控制软件的税收支持政策，对增材制造领域国家支持发展的装备纳入到重大技术装备进口税收政策支持范围。同时，《行动计划》将符合条件的增材制造装备纳入首台（套）重大技术装备保险补偿等政策，加大扶持力度。此外，《行动计划》着力拓宽融资渠道，采取政策引导和市场化运作结合的方式，吸引相关资金投向增材制造产业，推进设备融资租赁，鼓励符合条件的企业进行直接融资。

 

“增材制造、等材制造、减材制造目前只是我国制造业概念上的‘三分天下’。从概念上的‘三分天下’到整个制造业经济总量的‘三足鼎立’，离不开国家政策的支持与全社会的共同努力。”卢秉恒坦言，有了政策支持，我国增材制造产业到2025年将提前进入世界第一方阵行列，在装备、研发和生产、适用材料、高尖端领域方面能够与美国并驾齐驱。在大型运载火箭、船舶工程化应用、生物打印方面，我国将成为引领技术发展的翘楚。到2035年，我国的增材制造产业将从国际上的“跟跑者”跃居成为“领跑者”。