近日，經李克強總理簽批，國務院印發《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》，對“十三五”期間我國戰略性新興產業發展做了明確部署與安排。其中，增材制造（3D打印）作為推動制造業升級的重要技術之一，在《規劃》被多次提及強調，足以證明國家對于該技術的重視程度。
《規劃》指出，“十三五”期間重點突破鈦合金、高強合金鋼、高溫合金、耐高溫高強度工程塑料等增材制造專用材料。搭建增材制造工藝技術研發平臺，提升工藝技術水平。研制推廣使用激光、電子束、離子束及其他能源驅動的主流增材制造工藝裝備。加快研制高功率光纖激光器、掃描振鏡、動態聚焦鏡及高性能電子槍等配套核心器件和嵌入式軟件系統，提升軟硬件協同創新能力，建立增材制造標準體系。在航空航天、醫療器械、交通設備、文化創意、個性化制造等領域大力推動增材制造技術應用，加快發展增材制造服務業。
大族激光集團副總經理CTO呂啟濤（左）和激光3D打印中心總監袁劍（右）
目前，我國增材制造產業整體水平不斷提升，但是產業化進程仍有諸多問題需要攻克。另外，在金屬增材制造領域，投資“過熱”現象已經初顯。為此，小編獨家專訪了大族激光集團副總經理CTO呂啟濤和激光3D打印中心總監袁劍，共同探討國內增材制造產業發展之道。
增材制造引制造業變革
增材制造是一種以數字化為基礎的新型加工制造方式，涉及材料，光電子，軟件，機械，工藝等多學科，為制造業提供了新選擇。對此，中國工程院院士盧秉恒認為，增材制造是制造業中引領性的共性技術，可以支持產品快速開發以及創新產品的結構設計，帶來制造模式的創新，從控形制造走向控性制造，從增量走向增材，從增材走向創材，從“創材”走向“創生”。正是基于此，全球制造業巨頭紛紛“擁抱”增材制造技術，而這其中GE無疑是最具代表性的企業。
2012年11月GE收購MORRIS Technologies以及其兄弟公司Rapid Quality Manufacturing（RQM）。2013年8月，GE完成了對航空航天業務服務商Avio S.p.A的收購，其為通過EMB和粉末床金屬3D打印技術制造航空零部件的領導者。近期GE繼續強化對Arcam 和Concept Laser的收購，將為其成為全球制造業的增材制造設備與材料的供應商奠定基礎。除此之外，西門子、惠普、通快、理光等企業在增材制造領域都進行了相關嘗試。
大族激光布局3D打印
“近幾年，增材制造技術風靡全球是一種必然趨勢。”大族激光集團副總經理CTO呂啟濤博士認為：“增材制造技術自90年代問世以來，經過多年的持續攻關，在關鍵技術、核心器件及材料等領域已經取得突破性進展。相對于傳統制造方式，增材制造能夠滿足航空航天復雜結構零部件制造需求，這也是GE大規模布局增材制造的原因。隨著航空航天、汽車、醫療等領域逐漸認識到該技術所帶來的效益提升，增材制造也迎來了快速發展時期。為此，全球主要國家對于增材制造產業發展也做了重點規劃，我國在《中國制造2025》以及‘十三五’規劃中都有涉及。大族激光作為全球知名激光裝備提供商，一直踐行智能制造及產業升級的理念，在增材制造領域也是早有布局。”
國內亟待突破源頭技術
我們都知道，金屬增材制造被認為是該領域難度最高的技術，同時也是代表一個國家增材制造水平的重要指標。目前金屬增材制造技術主要有兩大方向，一種是以激光作為能量源的激光選區熔化（SLM）技術、激光近凈成形（LENS）技術。另一種則是以高能電子束為能量源的電子束熔化（EBM）技術。二者互為補充，但主流的還是以激光作為能量源的增材制造技術。事實上，在增材制造的各種技術路線中，激光都起到了至關重要的作用。
大族激光掌握3D打印源頭技術
雖然，我國在增材制造領域進入很早。但是從目前情況看，歐美國家掌握了設備、材料、軟件、工藝等核心技術，并已形成了一整套成熟的商業模式，優勢非常明顯。對此，呂啟濤博士態度明確地指出：“源頭技術和材料問題不解決，國內增材制造產業很難取得好的發展，只能受制于人。這也是大族激光選擇進入增材制造領域的原因，早在10年前大族激光就開始研發3D增材制造技術——激光熔覆。基于在激光器、運動控制、機械機構、軟件開發、工藝研究以及材料領域雄厚的技術積累，加之客戶端的需求反饋，大族激光未來將逐步加大增材制造領域的布局。目前大族激光鈑金事業部，主要聚焦于大功率增材制造領域，激光3D打印中心主要聚焦于中小功率增材制造領域，業務上形成互補關系。與此同時，我們還堅持走材料自主研發的道路，使得材料與設備完美匹配，打破了國際壟斷，真正為客戶創造了價值。”
隨后，大族激光3D打印中心總監袁劍先生也補充道：“得益于大族激光在源頭技術的掌握與突破，公司增材制造業務方面發展迅速，已經開展了多種技術路線及打印設備的研發工作，涵蓋了目前市場上具有成熟應用的絕大多數工業級3D打印技術領域，例如基于LENS技術、SLM技術、DLP技術與3DP技術的工業級3D打印設備。2015年推出了三維五軸聯動3D打印系統，2015年率先推出了采用DLP技術的睿逸系列樹脂3D打印機，2016年先后推出采用SLM技術的金屬3D打印機、大幅面面曝光樹脂打印機以及采用3DP技術的砂型3D打印機。在前沿研發領域，大族激光3D打印中心持續關注最新的3D打印技術，目前已經完成了自主研發的連續液面成型設備的工藝測試，成型效率比傳統3D打印設備提高了數十倍。”
找準市場才能最終勝出
“大族激光之前也有收購Concept Laser公司的想法，但是在經過細致考量之后還是放棄。”對此，呂啟濤博士解釋道：“現在GE收購Arcam 和Concept Laser公司，主要是因為GE身處于航空制造領域，對于增材制造有應用需求，這才是它不惜重金收購的原因。如果大族激光收購了Concept Laser公司，在技術方面確實能夠得到進一步完善，但是沒有應用市場資源支撐，再好的技術也將無用武之地。”
在增材制造技術方面，目前國內很多科研院所都有一定積累，但是市場化方面比較滯后，從而限制了產業進一步發展。呂啟濤博士認為：“增材制造作為一項前瞻性，戰略性技術，其工程應用性很強，領域跨度很大，對未來制造業，尤其是高端制造的發展十分重要。除了需要加強增材制造技術，工藝，裝備及相關材料的研究之外，找準應用市場及產業化方向至關重要。大族激光作為一個激光行業的領先者、一個裝備制造行業負責任的企業，在增材制造領域堅持以市場需求為導向，不斷完善改進現有技術，從加工精度、生產效率、材料使用性能等方面提高現有技術水平。同時密切關注國內外最近技術進展，增加自身技術儲備。”
對于增材制造未來發展規劃，袁劍先生也做可詳細解讀：“大族激光始終堅持以市場應用為主導的發展方向，致力于將3D打印技術應用于與傳統工藝領域并產業化，向客戶提供整套解決方案。在項目研發過程中，與北京航空航天大學、湖南大學、華南師范大學、暨南大學、廣州有色金屬研究院等國內著名研究機構與院所深度合作，通過項目合作的方式共同開發，使高校的人才優勢，科研優勢成為公司研發的強大助推力。2017年我們將進一步完善現有的金屬3D打印機及光敏樹脂3D打印機，該兩款主要針對醫療、牙科及珠寶行業，其中光敏樹脂3D打印機的應用預計將會在上述行業有爆發性增長。此外，我們將推出砂型3D打印機，定位于金屬鑄造行業，推出多種型號的光敏樹脂3D打印機，適用面將擴展到手板制作、原型設計以及工業用零件的直接生產。”
點評：
近幾年來，增材制造在全球范圍內迅速升溫，產業規模也進一步擴大。麥肯錫的一份報告預測，到2025年3D打印可能產生高達5500億美元的效益。然而理想很豐滿，現實卻很骨感。隨著《中國制造2025》以及“十三五”規劃的出臺，國內增材制造有望迎來新一輪增長期。機遇與挑戰并存，正如大族激光集團副總經理CTO呂啟濤博士所言，掌握源頭技術、攻克材料難題、以市場為導向才是國內增材制造產業發展之道。盲目跟進及投資，并不利于產業健康發展。
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