整合資源 力促增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展
——專訪廣東省增材協(xié)會會長、華南理工大學(xué)教授楊永強(qiáng)

文/潘慧

[導(dǎo)語]

廣東省增材制造協(xié)會（以下簡稱“協(xié)會”）由華南理工大學(xué)聯(lián)合廣東省內(nèi)各代表性3D 打印企業(yè)于2016年8月18日正式成立。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(jìn)程，積極開展關(guān)鍵共性技術(shù)聯(lián)合攻關(guān)，建立3D 打印培育與應(yīng)用示范基地，舉辦3D 打印知識及技能培訓(xùn)，完善3D 打印技術(shù)研發(fā)人才培養(yǎng)等工作。近日，本刊記者專訪廣東省增材協(xié)會會長、華南理工大學(xué)教授楊永強(qiáng)，請他全面介紹了近年來廣東省增材協(xié)會在推進(jìn)廣東省增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面開展的工作和取得的成效，及其團(tuán)隊(duì)在新一代SLM（選擇性激光熔化）技術(shù)領(lǐng)域取得的研究進(jìn)展，并提出進(jìn)一步推進(jìn)廣東省激光與增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)建議。

有效整合 支撐產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展

《廣東科技》：請您介紹廣東省增材制造協(xié)會基本情況。

楊永強(qiáng)：廣東省增材制造協(xié)會由華南理工大學(xué)聯(lián)合廣東省內(nèi)各代表性3D 打印企業(yè)于2015年10月組織發(fā)起籌備，接受廣東省工信廳和省社會組織管理局的管理和指導(dǎo)，2016年8月18日經(jīng)廣東省民政廳批準(zhǔn)正式成立。經(jīng)過多年發(fā)展，目前協(xié)會共有會員單位158家，涵蓋了省內(nèi)大部分的增材制造領(lǐng)域相關(guān)的企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)，如華南理工大學(xué)、華南師范大學(xué)、廣東省科學(xué)院新材料研究所、東莞材料基因高等理工研究院、五邑大學(xué)、東莞理工學(xué)院等高校和科研院所，以及大族激光智能裝備集團(tuán)有限公司（以下簡稱“大族激光”）、深圳光韻達(dá)光電科技股份有限公司、廣東銀禧科技股份有限公司、廣州邁普再生醫(yī)學(xué)科技股份有限公司、深圳市創(chuàng)想三維科技有限公司等增材制造企業(yè)，對增材制造的產(chǎn)業(yè)發(fā)展具備一定影響力。

協(xié)會一直以來緊密團(tuán)結(jié)會員單位，積極搭建政府及其他公共服務(wù)型平臺，發(fā)展會員，吸引集聚以3D 打印技術(shù)為重點(diǎn)的人才隊(duì)伍，有效整合資源，進(jìn)一步擴(kuò)大社會影響力。協(xié)會主要工作范圍：通過微信公眾號等宣傳平臺，提高會員單位知名度；組織參與制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；宣傳國家、省、市（區(qū)）等產(chǎn)業(yè)政策，解讀產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，幫助企業(yè)申請相關(guān)項(xiàng)目獎勵或扶持；搭建企業(yè)與政府、投資機(jī)構(gòu)、媒體和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(dān)政府相關(guān)部門或會員單位委托的其他事項(xiàng)。

《廣東科技》：近年來，協(xié)會在推進(jìn)廣東省增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面取得了哪些成效？

廣東省增材制造協(xié)會秘書長 陳孝超

廣東省增材制造協(xié)會會員參與2021年工作總結(jié)會議后合影

楊永強(qiáng)：近年來，協(xié)會有效整合會員單位資源，積極促進(jìn)會員單位間的產(chǎn)業(yè)合作，為廣東省增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了合作與聯(lián)系的公共服務(wù)平臺。

此外，協(xié)會協(xié)助主管單位搭建增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政府及其他公共服務(wù)型平臺，發(fā)展會員，吸引集聚以3D 打印技術(shù)為重點(diǎn)的人才隊(duì)伍，為廣東省增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供建議和引導(dǎo)。主要成效有以下幾方面：參與編制廣東省激光與增材制造產(chǎn)業(yè)圖譜和廣東省激光與增材制造產(chǎn)業(yè)集群季報；參與編制《2020年廣東省激光與增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》；參與中國工程科技發(fā)展戰(zhàn)略廣東研究院咨詢研究項(xiàng)目；參與廣州市白云區(qū)激光等離子體產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研和招商；協(xié)助領(lǐng)域內(nèi)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的制訂及發(fā)布工作（24項(xiàng)）；編制專業(yè)書籍《金屬3D 打印技術(shù)》；舉辦廣東省增材制造產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖發(fā)布會暨3D 打印高峰論壇；舉辦2018廣東3D 打印產(chǎn)業(yè)應(yīng)用高峰論壇暨廣東增材制造技術(shù)與設(shè)備展；舉辦“增材制造 智創(chuàng)未來”2019廣東3D 打印產(chǎn)業(yè)應(yīng)用高峰論壇；開展珠三角地區(qū)相關(guān)產(chǎn)業(yè)調(diào)研；舉辦2019年3D 打印專業(yè)建設(shè)及師資培訓(xùn)班。

《廣東科技》：未來，協(xié)會在推進(jìn)廣東省增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面有哪些計劃？

楊永強(qiáng)：增材制造(3D 打印)己進(jìn)入一個調(diào)整、改進(jìn)、整合、提高的過程，協(xié)會將一如既往遵從“服務(wù)企業(yè)”為中心，積極做好資源整合與企業(yè)走訪調(diào)研工作，在面對全球受新冠肺炎疫情影響的情況下，踐行新的觀念，更好發(fā)揮協(xié)會職能與作用力；加強(qiáng)與政府相關(guān)部門的對接，爭取政府支持與政策的扶持；進(jìn)一步加強(qiáng)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的制訂、應(yīng)用與推廣的工作。

創(chuàng)新研究 新一代SLM 技術(shù)取得新進(jìn)展

《廣東科技》：請介紹近年來您的團(tuán)隊(duì)在新一代SLM技術(shù)領(lǐng)域取得了哪些研究進(jìn)展？

楊永強(qiáng)：近年來，我們團(tuán)隊(duì)在新一代SLM 技術(shù)領(lǐng)域主要聚焦在以下幾個方向：

SLM 多材料成形技術(shù)。基于粉料缸落粉式鋪粉技術(shù)，開發(fā)了可一次性成形1～4種材料的SLM設(shè)備Di-Metal 300，通過梯度多材料界面結(jié)合工藝參數(shù)的調(diào)控，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)梯度多材料成形。既可以實(shí)現(xiàn)多層單材料的梯度材料成形，也可以實(shí)現(xiàn)少層數(shù)連續(xù)“三明治”夾層材料的成形。梯度多材料成形技術(shù)的出現(xiàn)，為不同材料在梯度空間結(jié)構(gòu)上的運(yùn)用提供了更大設(shè)計空間以及新的加工方法。此外，連續(xù)“三明治”夾層材料可實(shí)現(xiàn)多種不同材料性能的結(jié)合，若材料選擇合理，可實(shí)現(xiàn)零件性能的綜合與均衡，為零件的材料設(shè)計提供全新的思路。

多激光多振鏡同幅面成形技術(shù)。大尺寸、高效率的SLM 成形技術(shù)是目前SLM 技術(shù)進(jìn)入工業(yè)化生產(chǎn)的重要發(fā)展方向，尺寸的擴(kuò)大可以進(jìn)一步擴(kuò)展SLM 技術(shù)在軍工、航空航天領(lǐng)域的實(shí)際運(yùn)用，而SLM 生產(chǎn)效率的提升則可提高SLM 工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)用性?；诖蟪叽纭⒏咝蔛LM 成形的實(shí)際需求，我們團(tuán)隊(duì)提出了多激光多振鏡同幅面成形技術(shù)，利用多個激光在同一成形幅面的疊加組合，通過多激光控制與振鏡調(diào)校，實(shí)現(xiàn)多激光在成形幅面任意點(diǎn)的同質(zhì)量成形，并最終完成多個激光在同一幅面零件的同時掃描成形。多激光同時掃描成形可大幅提高SLM 成形的效率，而動態(tài)聚焦振鏡掃描技術(shù)則實(shí)現(xiàn)了尺寸的擴(kuò)大。目前我們團(tuán)隊(duì)和廣州雷佳增材科技有限公司合作開發(fā)了雙激光雙振鏡同幅面成形裝備Di-Metal 450和4激光4振鏡的大尺寸幅面高效同幅面成形裝備Di-Metal 650，并實(shí)現(xiàn)以上設(shè)備的商業(yè)化；同時，團(tuán)隊(duì)也正基于此技術(shù)與大族激光開發(fā)激光8振鏡的大尺寸SLM 設(shè)備。

此外，我們團(tuán)隊(duì)在SLM 原位材料合成、多能場復(fù)合SLM 成形、SLM 在線監(jiān)測、SLM 多激光大尺寸風(fēng)場設(shè)計等多個方向均開展了相關(guān)工作。

《廣東科技》：請您介紹目前金屬增材制造前沿技術(shù)的發(fā)展情況。金屬增材制造前沿技術(shù)存在的“卡脖子”技術(shù)問題，以及未來的發(fā)展趨勢是什么？

楊永強(qiáng)：目前，金屬增材制造發(fā)展的主要方向有以下五個：大尺寸、高效率、高精度、多材料和高性能。大尺寸是指利用動態(tài)聚焦或者是多激光的拼接方式增大SLM 成形的尺寸；高效率是指通過SLM 工藝參數(shù)的調(diào)控，通過提高層厚、掃描速度和激光功率來提高成形效率，及采用多激光協(xié)同成形技術(shù)實(shí)現(xiàn)多個激光的掃描成形，提高SLM 的成形效率；高精度主要指的是采用增減材復(fù)合工藝，利用增材制造達(dá)到復(fù)雜形狀成形的同時引入減材工藝，達(dá)到機(jī)加工可以達(dá)到的精度；多材料是指利用SLM 技術(shù)實(shí)現(xiàn)多種材料的復(fù)合成形，利用SLM層層堆疊成形方式為復(fù)雜零件的多材料結(jié)構(gòu)設(shè)計提供全新的制造方法；而高性能是指在SLM 成形過程中引入某些額外調(diào)控的能量場，例如溫度場、磁場、超聲波以及電場等，讓其作用于金屬的熔凝過程，實(shí)現(xiàn)對材料微觀組織的調(diào)控，進(jìn)而提高材料的使用性能。

大尺寸、高效率SLM 成形是目前SLM 工業(yè)化運(yùn)用最熱門的話題之一，其實(shí)際發(fā)展過程中存在一些共性問題，例如多激光協(xié)同控制問題、多光束質(zhì)量不統(tǒng)一問題、多個振鏡光學(xué)調(diào)校問題、多激光大幅面的風(fēng)場氣流問題等。

此外，SLM 直接成形懸垂結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行支撐添加是行業(yè)內(nèi)的共識，但是最近國外企業(yè)開發(fā)了無支撐懸垂結(jié)構(gòu)的直接成形技術(shù)，這對于國內(nèi)技術(shù)團(tuán)隊(duì)來說是一個新而具有挑戰(zhàn)性的“卡脖子”問題。若能將其攻克，對于提高懸垂結(jié)構(gòu)成形效率、減少支撐添加、節(jié)約粉末材料、減少后處理工序等都有重要意義。這是一項(xiàng)對SLM 成形具有啟發(fā)性的技術(shù)難題。

制定聯(lián)盟（團(tuán)體）標(biāo)準(zhǔn) 實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新價值最大化

《廣東科技》：您對進(jìn)一步推動廣東省激光與增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展有何建議？

楊永強(qiáng)：政府可以根據(jù)激光與增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要，鼓勵成立標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟（團(tuán)體）組織，研究制定規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟（團(tuán)體）運(yùn)作機(jī)制，加強(qiáng)對標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟（團(tuán)體）的培育和扶持，使標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟（團(tuán)體）成為促進(jìn)服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、保障質(zhì)量底線、搶占標(biāo)準(zhǔn)高地、共享技術(shù)創(chuàng)新的平臺。按照“標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)—技術(shù)改造—做強(qiáng)產(chǎn)業(yè)”模式，制定一批滿足市場和創(chuàng)新需要的聯(lián)盟（團(tuán)體）標(biāo)準(zhǔn)，引導(dǎo)粵港澳大灣區(qū)聯(lián)盟（團(tuán)體）標(biāo)準(zhǔn)逐步上升為地方標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)乃至國際標(biāo)準(zhǔn)。引導(dǎo)企業(yè)將自主核心專利融人聯(lián)盟（團(tuán)體）標(biāo)準(zhǔn)，形成“技術(shù)專利化—專利標(biāo)準(zhǔn)化—標(biāo)準(zhǔn)國際化”模式，實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新價值最大化。

同時，相關(guān)機(jī)構(gòu)充分利用督查專報、政務(wù)信息報送等形式，及時報送激光與增材制造產(chǎn)業(yè)集群的實(shí)施進(jìn)展情況，做好輿論宣傳工作。加強(qiáng)與新聞媒體和社會公眾的互動，宣傳報道激光與增材制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r及成效，形成關(guān)心、了解、支持激光與增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的良好環(huán)境和輿論氛圍。