厚積薄發(fā) 推進增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展
——專訪廣東省增材制造協(xié)會會長、華南理工大學教授楊永強

文/潘慧

【導讀】

本刊記者曾經(jīng)多次采訪廣東省增材制造協(xié)會會長、華南理工大學教授楊永強，撰寫了《廣東搶占3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展先機——中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副理事長、華南理工大學楊永強教授專訪》《華南理工大學：金屬3D打印技術(shù)領(lǐng)域的翹楚》和《楊永強：冷眼看3D打印熱潮》3篇文章。這3篇文章介紹了3D打印的發(fā)展前景及廣東3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的優(yōu)勢和制約因素，闡明了楊永強教授對廣東進一步推進3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)化、搶占3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)高地的建議；報道了華南理工大學在金屬3D打印技術(shù)的研發(fā)以及在生物醫(yī)學領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化等成果；揭開3D打印的神秘面紗，展示熱潮背后的冷靜思考。今天，我們再次邀請楊永強教授介紹了近年增材制造產(chǎn)業(yè)扶持政策、廣東省增材制造協(xié)會的工作及進一步推動增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的建議；同時，作為我國金屬增材制造領(lǐng)域的重要專家、學者，楊永強教授還介紹了金屬增材制造的應(yīng)用及發(fā)展趨勢。

談?wù)撸簩崒嵲谠谕七M產(chǎn)業(yè)發(fā)展

《廣東科技》：請您談?wù)?，近幾年，國家和廣東出臺了哪些政策有力支撐和推動增材制造（3D打?。┊a(chǎn)業(yè)發(fā)展？

楊永強：在我國，從國家有關(guān)部委到地方政府，都對3D打印產(chǎn)業(yè)給予很多政策和項目的支持。在國家層面，基于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的出發(fā)點，近年來，工信部、科技部、國家發(fā)改委等12個部委發(fā)布了兩份制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)劃，分別是《增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進計劃（2015－2016年）》與《增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃(2017－2020年)》，在這兩個發(fā)展規(guī)劃里，都把金屬增材制造裝備、3D打印材料列為首要的發(fā)展對象之一。這也可以看出，增材制造技術(shù)在中國制造里的重要地位。在地方層面，比如廣東省，于2014－2018年度連續(xù)4年推出了增材制造技術(shù)的重大專項，支持了很多項目；于2018－2020年度又參照科技部的重點研發(fā)計劃，投入大筆資金支持并制訂了激光和增材制造的重點研發(fā)計劃。

國家和地方的這些舉措的制定是為了實實在在地推進產(chǎn)業(yè)發(fā)展。比如，廣東省2019年1月正式出臺的“促進科技創(chuàng)新十二條”，雖然沒有重點提及3D打印，但3D打印也是科技創(chuàng)新重點支持、重點發(fā)展的對象。此外，還有很多配套的政策。

這些政策吸引了大量的社會資金投入到3D打印行業(yè)，促進了產(chǎn)業(yè)的繁榮發(fā)展。在這些政策、資金的支持下，國家級、省市級3D打印創(chuàng)新中心紛紛建立，甚至一些大企業(yè)，都在相繼建立增材制造研發(fā)和創(chuàng)新中心。3D打印技術(shù)受重視程度由此可見。相信在各級各方的重視下，增材制造（3D打印）有著非常光明的前景。

《廣東科技》：請您介紹廣東省增材制造（3D打?。┊a(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖實施意義。

楊永強：2017年發(fā)布的廣東省增材制造（3D打印）產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖（以下簡稱路線圖）對于廣東增材制造（3D打?。┘夹g(shù)發(fā)展起到了指導性的作用。雖然作為制造業(yè)大省和強省的廣東省的3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模在整體上處于國內(nèi)領(lǐng)先水平，但其關(guān)鍵核心技術(shù)儲備和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方面與國際先進水平相比還存在一些差距，在政策引導、產(chǎn)業(yè)規(guī)模、標準體系、關(guān)鍵技術(shù)和人才等方面都亟待突破。我們經(jīng)過兩年的時間撰寫，先后在廣東省各個領(lǐng)域的企業(yè)與研究機構(gòu)進行調(diào)研，同時也借鑒了國內(nèi)外相關(guān)路線圖的經(jīng)驗。整體上，路線圖較為全面地剖析了廣東省3D打印產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀、發(fā)展方向、重點產(chǎn)業(yè)等。此外，路線圖還就廣東省的具體情況，設(shè)定了廣東省增材制造（3D打?。┊a(chǎn)業(yè)的總體戰(zhàn)略目標，界定了3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)范圍，通過3D打印產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平和全方位市場需求研究、3D打印技術(shù)研發(fā)需求和廣東省產(chǎn)業(yè)的共性技術(shù)需求分析制定路線圖；同時，對原材料生產(chǎn)能力、材料性能和成本等方面的問題提出改進意見，從而提高裝備、關(guān)鍵元器件和集成系統(tǒng)的研發(fā)生產(chǎn)能力。

談協(xié)會：加快區(qū)域產(chǎn)業(yè)化與市場化進程

《廣東科技》：作為廣東省增材制造協(xié)會會長，請您介紹協(xié)會基本情況及其主要功能。

楊永強：為了更好地整合廣東省增材制造行業(yè)上下游資源，華南理工大學聯(lián)合廣東省內(nèi)代表性的3D打印企業(yè)于2015年10月組織發(fā)起籌備廣東省增材制造協(xié)會（以下簡稱協(xié)會），在廣東省經(jīng)濟和信息化委員會、廣東省科學技術(shù)廳、廣東省發(fā)展和改革委員會的指導下，在廣東省社會組織管理局的管理下，于2016年4月28日召開成立大會暨第一屆第一次委員大會，在2016年8月18日，經(jīng)廣東省民政廳批準正式成立。

協(xié)會致力于加快華南地區(qū)3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)化與市場化進程，積極開展關(guān)鍵共性技術(shù)聯(lián)合攻關(guān)，建立3D打印培育和應(yīng)用示范基地，普及3D打印基礎(chǔ)知識及技能培訓，完善3D打印技術(shù)研發(fā)人才培養(yǎng)體系等工作。產(chǎn)業(yè)支持政策，解讀產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，指導并幫助企業(yè)申請相關(guān)項目獎勵或扶持；多方位滿足企業(yè)發(fā)展需求，搭建企業(yè)與政府、投資機構(gòu)、媒體與用戶之間的溝通橋梁；積極開展國際交流與合作，組織國內(nèi)增材制造企事業(yè)單位參與國際有關(guān)組織的活動，在國際增材制造行業(yè)發(fā)揮積極作用；承擔政府相關(guān)部門或會員單位委托的相關(guān)事項。

談體會：認準一個方向堅持不懈

《廣東科技》：廣東省增材制造協(xié)會提供的服務(wù)有哪些？

楊永強：協(xié)會緊密團結(jié)會員單位，積極搭建公共服務(wù)平臺，開展國際交流與合作，成為吸引人才和技術(shù)資源的強大“磁場”。協(xié)會為會員提供如下服務(wù)：通過信息宣傳平臺與窗口，提高會員單位知名度；參與制定行業(yè)標準和規(guī)范，推進行業(yè)可持續(xù)發(fā)展：把握國家和省、市（區(qū)）等

《廣東科技》：請您談?wù)剬M一步推動增材制造（3D打?。┊a(chǎn)業(yè)發(fā)展的經(jīng)驗及建議。

楊永強：我認為，對一種新的技術(shù)進行一些創(chuàng)新的開發(fā)其實并不是一件容易的事，要在增材制造行業(yè)扎穩(wěn)腳跟，第一，需要具有敏銳的眼光，根據(jù)自身的能力、自身的優(yōu)勢，發(fā)現(xiàn)并找到在整個科技發(fā)展的前沿適合自己的突破口。比如1987年研究生畢業(yè)后，我就進入了激光領(lǐng)域，在相當長的時間里，這個行業(yè)并沒有做起來，在接觸激光3D打印技術(shù)后，覺得這會是未來一個很有潛力的發(fā)展方向，便從激光行業(yè)轉(zhuǎn)到了增材制造技術(shù)上來，也算是比較早進入增材制造領(lǐng)域的。

第二，持續(xù)地堅持。我在這個行業(yè)里曾經(jīng)坐了10年冷板凳。就是剛剛開始金屬3D打印研究的時候，大家對此相當陌生，都覺得這是很好的技術(shù)，但當我們進行技術(shù)推廣的時候，就會遇到很多的困難，比如，產(chǎn)品的尺寸精度不夠、強度不行等等缺點常被人詬病。面對挫折，需要保持耐心，認準一個方向后，堅持不懈，幾年、幾十年……投入大量的精力去堅持?，F(xiàn)在，我們?nèi)A南理工大學團隊在這個領(lǐng)域取得非常好的成績，大家看到的是我們今天的輝煌，但沒看到的是我們之前的努力和付出。人們漸漸地從最開始認識這項技術(shù)，到現(xiàn)在有更多的人來主導、來投入這一技術(shù)領(lǐng)域，做研發(fā)、做生產(chǎn)，發(fā)展態(tài)勢趨好。

第三，緊跟市場。我們做科研的，寫論文、做技術(shù)研究，如果將相關(guān)成果束之高閣并不會產(chǎn)生什么社會效益，而要緊跟市場，去做一些應(yīng)用前景比較好且市場有需求的技術(shù)開發(fā)。我們?nèi)A南理工大學一直堅持這個理念，并取得了可喜的成果。

對進一步推動廣東省增材制造（3D打?。┊a(chǎn)業(yè)發(fā)展的建議主要有兩點：一是建議在政策方面對3D打印產(chǎn)品給予補貼優(yōu)惠政策，帶動3D打印技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,就像政府補貼新能源汽車一樣。二是建議政府設(shè)立產(chǎn)業(yè)基金支持長線投資，扶持產(chǎn)業(yè)發(fā)展。那種“短平快”的短線投資缺乏持續(xù)性，會對企業(yè)甚至整個行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生不利的影響。

談問題：四大瓶頸需逐一解決

《廣東科技》：請您談?wù)劷饘僭霾闹圃斓膽?yīng)用及發(fā)展趨勢。

楊永強：金屬增材制造（3D打?。┍环Q為“增材制造（3D打?。┗使谏系拿髦椤?，是門檻最高、前景最好、最前沿的技術(shù)之一。金屬增材制造的工業(yè)化應(yīng)用領(lǐng)域有很多，目前熱點領(lǐng)域主要有三個：第一個是航空航天領(lǐng)域。航空航天領(lǐng)域里很多零部件都比較復(fù)雜、成本較高，而增材制造（3D打?。┑募夹g(shù)特點正好適合在這一領(lǐng)域應(yīng)用。國外像GE公司，以及國內(nèi)很多航空航天企業(yè)也都非常重視在這一領(lǐng)域的發(fā)展。

第二個是生物醫(yī)療領(lǐng)域。生物醫(yī)療是3D打印未來發(fā)展非常大的一個市場領(lǐng)域，從模型到一類、二類、三類器械都已經(jīng)有成功案例，尤其是三類器械如植入體，這方面的應(yīng)用已經(jīng)普及并受到了國家、地方還有整個行業(yè)的高度重視。當然，先獲取醫(yī)療許可證，是這一領(lǐng)域尚需解決的一個約束瓶頸。

第三個是工業(yè)模具領(lǐng)域。工業(yè)模具行業(yè)有著巨大的市場（每年數(shù)千億元的市場），但目前解決3D打印在模具上的應(yīng)用僅處于起步階段，它的競爭對手計算機數(shù)據(jù)（CNC）技術(shù)比較成熟，很多工業(yè)模具用CNC機床就可以做出來，對比之下3D打印還沒有太大的優(yōu)勢；但隨著工業(yè)的發(fā)展、技術(shù)的提高，3D打印適合于各種形狀復(fù)雜、曲面，可打印內(nèi)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢會凸顯。隨著以功能需要為導向的3D打印越來越被認可，當3D打印達到最佳的性價比時，未來3D打印在工業(yè)模具領(lǐng)域會有非常大的發(fā)展空間。

在所有增材制造技術(shù)里，金屬增材制造技術(shù)應(yīng)該是目前發(fā)展最快，也是應(yīng)用前景最好的技術(shù)之一。但該技術(shù)目前主要有4個問題：一是尺寸小，無法滿足市場對大尺寸的需求，而未來發(fā)展的趨勢要求尺寸越來越大，比如造船業(yè)。二是精度不夠高，3D打印產(chǎn)品的精度無法媲美用數(shù)控機床生產(chǎn)出來的產(chǎn)品；目前最有效的解決方法就是復(fù)合制造，也就是將3D打印和傳統(tǒng)的工藝相結(jié)合。三是效率較低，現(xiàn)在3D打印速度普遍比較慢，比如，有的大零件打印需要一兩個月的時間，如果在打印期間出現(xiàn)狀況，整個零件就會報廢，造成巨大的損失，有的甚至損失上百萬元，因此，效率問題是目前制約3D打印發(fā)展的一個非常大的問題。所以，如何提高效率，是這個行業(yè)必須要解決的問題。四是一種機器只能用一種材料打印。但是實際上，一個零件里可能會有很多種不同的功能需求，在不同的位置可能也有不同的材料需求。如果3D打印能同時打印多種材料，就可以滿足這些需求。

根據(jù)行業(yè)需求，解決以上4個問題也就是金屬增材制造領(lǐng)域發(fā)展趨勢：零件尺寸越做越大，以滿足工業(yè)發(fā)展的要求以及市場對于大型零部件的需求；進一步提升成型效率、制造精度和多種材料金屬增材制造技術(shù)，以滿足供應(yīng)商、市場在這方面的高要求。此外，要出臺比較完善的檢測系統(tǒng)和制造標準，以規(guī)范行業(yè)發(fā)展；持續(xù)加快開發(fā)應(yīng)用端，提高市場營收和經(jīng)濟效益。