導讀
廣東省增材制造協會（以下簡稱“協會”）由華南理工大學聯合廣東省內各代表性3D打印企業于2016年8月18日正式成立。協會致力于加快華南地區3D打印技術產業化與市場化進程，積極開展關鍵共性技術聯合攻關，建立3D打印培育與應用示范基地，舉辦3D打印知識及技能培訓，完善3D打印技術研發人才培養等工作。近日，本刊記者專訪廣東省增材協會會長、華南理工大學教授楊永強，請他全面介紹了近年來廣東省增材協會在推進廣東省增材制造產業發展方面開展的工作和取得的成效，及其團隊在新一代SLM（選擇性激光熔化）技術領域取得的研究進展，并提出進一步推進廣東省激光與增材制造產業發展的相關建議。
有效整合 支撐產業鏈發展
《廣東科技》：請您介紹廣東省增材制造協會基本情況。
楊永強：廣東省增材制造協會由華南理工大學聯合廣東省內各代表性3D打印企業于2015年10月組織發起籌備，接受廣東省工信廳和省社會組織管理局的管理和指導，2016年8月18日經廣東省民政廳批準正式成立。經過多年發展，目前協會共有會員單位158家，涵蓋了省內大部分的增材制造領域相關的企業和科研機構，如華南理工大學、華南師范大學、廣東省科學院新材料研究所、東莞材料基因高等理工研究院、五邑大學、東莞理工學院等高校和科研院所，以及大族激光智能裝備集團有限公司（以下簡稱“大族激光”）、深圳光韻達光電科技股份有限公司、廣東銀禧科技股份有限公司、廣州邁普再生醫學科技股份有限公司、深圳市創想三維科技有限公司等增材制造企業，對增材制造的產業發展具備一定影響力。
協會一直以來緊密團結會員單位，積極搭建政府及其他公共服務型平臺，發展會員，吸引集聚以3D打印技術為重點的人才隊伍，有效整合資源，進一步擴大社會影響力。協會主要工作范圍：通過微信公眾號等宣傳平臺，提高會員單位知名度；組織參與制定行業標準；宣傳國家、省、市（區）等產業政策，解讀產業發展趨勢，幫助企業申請相關項目獎勵或扶持；搭建企業與政府、投資機構、媒體和用戶之間的溝通橋梁；積極開展國際交流與合作，組織國內增材制造企事業單位參與國際有關組織的活動，在國際增材制造行業發揮積極作用；承擔政府相關部門或會員單位委托的其他事項。
《廣東科技》：近年來，協會在推進廣東省增材制造產業發展方面取得了哪些成效？
楊永強：近年來，協會有效整合會員單位資源，積極促進會員單位間的產業合作，為廣東省增材制造產業發展提供了合作與聯系的公共服務平臺。
此外，協會協助主管單位搭建增材制造產業發展的政府及其他公共服務型平臺，發展會員，吸引集聚以3D打印技術為重點的人才隊伍，為廣東省增材制造產業發展提供建議和引導。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業圖譜和廣東省激光與增材制造產業集群季報；參與編制《2020年廣東省激光與增材制造產業發展報告》；參與中國工程科技發展戰略廣東研究院咨詢研究項目；參與廣州市白云區激光等離子體產業鏈調研和招商；協助領域內團體標準的制訂及發布工作（24項）；編制專業書籍《金屬3D打印技術》；舉辦廣東省增材制造產業技術路線圖發布會暨3D打印高峰論壇；舉辦2018廣東3D打印產業應用高峰論壇暨廣東增材制造技術與設備展；舉辦“增材制造 智創未來”2019廣東3D打印產業應用高峰論壇；開展珠三角地區相關產業調研；舉辦2019年3D打印專業建設及師資培訓班。
《廣東科技》：未來，協會在推進廣東省增材制造產業發展方面有哪些計劃？
楊永強：增材制造(3D打印)己進入一個調整、改進、整合、提高的過程，協會將一如既往遵從“服務企業”為中心，積極做好資源整合與企業走訪調研工作，在面對全球受新冠肺炎疫情影響的情況下，踐行新的觀念，更好發揮協會職能與作用力；加強與政府相關部門的對接，爭取政府支持與政策的扶持；進一步加強團體標準的制訂、應用與推廣的工作。
創新研究 新一代SLM技術取得新進展
《廣東科技》：請介紹近年來您的團隊在新一代SLM技術領域取得了哪些研究進展？
楊永強：近年來，我們團隊在新一代SLM技術領域主要聚焦在以下幾個方向：
SLM多材料成形技術。基于粉料缸落粉式鋪粉技術，開發了可一次性成形1~4種材料的SLM設備Di-metal 300，通過梯度多材料界面結合工藝參數的調控，可實現連續梯度多材料成形。既可以實現多層單材料的梯度材料成形，也可以實現少層數連續“三明治”夾層材料的成形。梯度多材料成形技術的出現，為不同材料在梯度空間結構上的運用提供了更大設計空間以及新的加工方法。此外，連續“三明治”夾層材料可實現多種不同材料性能的結合，若材料選擇合理，可實現零件性能的綜合與均衡，為零件的材料設計提供全新的思路。
多激光多振鏡同幅面成形技術。大尺寸、高效率的SLM成形技術是目前SLM技術進入工業化生產的重要發展方向，尺寸的擴大可以進一步擴展SLM技術在軍工、航空航天領域的實際運用，而SLM生產效率的提升則可提高SLM工業生產的實用性。基于大尺寸、高效率SLM成形的實際需求，我們團隊提出了多激光多振鏡同幅面成形技術，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校，實現多激光在成形幅面任意點的同質量成形，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，而動態聚焦振鏡掃描技術則實現了尺寸的擴大。目前我們團隊和廣州雷佳增材科技有限公司合作開發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，并實現以上設備的商業化；同時，團隊也正基于此技術與大族激光開發激光8振鏡的大尺寸SLM設備。
此外，我們團隊在SLM原位材料合成、多能場復合SLM成形、SLM在線監測、SLM多激光大尺寸風場設計等多個方向均開展了相關工作。
《廣東科技》：請您介紹目前金屬增材制造前沿技術的發展情況。金屬增材制造前沿技術存在的“卡脖子”技術問題，以及未來的發展趨勢是什么？
楊永強：目前，金屬增材制造發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工藝參數的調控，通過提高層厚、掃描速度和激光功率來提高成形效率，及采用多激光協同成形技術實現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合工藝，利用增材制造達到復雜形狀成形的同時引入減材工藝，達到機加工可以達到的精度；多材料是指利用SLM技術實現多種材料的復合成形，利用SLM層層堆疊成形方式為復雜零件的多材料結構設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，實現對材料微觀組織的調控，進而提高材料的使用性能。
大尺寸、高效率SLM成形是目前SLM工業化運用最熱門的話題之一，其實際發展過程中存在一些共性問題，例如多激光協同控制問題、多光束質量不統一問題、多個振鏡光學調校問題、多激光大幅面的風場氣流問題等。
此外，SLM直接成形懸垂結構需要進行支撐添加是行業內的共識，但是最近國外企業開發了無支撐懸垂結構的直接成形技術，這對于國內技術團隊來說是一個新而具有挑戰性的“卡脖子”問題。若能將其攻克，對于提高懸垂結構成形效率、減少支撐添加、節約粉末材料、減少后處理工序等都有重要意義。這是一項對SLM成形具有啟發性的技術難題。
制定聯盟（團體）標準
實現自主創新價值最大化
《廣東科技》：您對進一步推動廣東省激光與增材制造產業發展有何建議？
楊永強：政府可以根據激光與增材制造產業發展需要，鼓勵成立標準聯盟（團體）組織，研究制定規范標準聯盟（團體）運作機制，加強對標準聯盟（團體）的培育和扶持，使標準聯盟（團體）成為促進服務產業發展、保障質量底線、搶占標準高地、共享技術創新的平臺。按照“標準引領—技術改造—做強產業”模式，制定一批滿足市場和創新需要的聯盟（團體）標準，引導粵港澳大灣區聯盟（團體）標準逐步上升為地方標準、行業標準、國家標準乃至國際標準。引導企業將自主核心專利融人聯盟（團體）標準，形成“技術專利化—專利標準化—標準國際化”模式，實現自主創新價值最大化。
同時，相關機構充分利用督查專報、政務信息報送等形式，及時報送激光與增材制造產業集群的實施進展情況，做好輿論宣傳工作。加強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業的發展狀況及成效，形成關心、了解、支持激光與增材制造產業發展的良好環境和輿論氛圍。
人物簡介
楊永強，華南理工大學機械與汽車工程學院教授,博士生導師。現任中國機械工程學會增材制造分會常務理事、廣東省增材制造協會會長、廣東省大灣區激光與增材制造產業技術創新聯盟副理事長兼秘書長、廣東省激光協會監事長等。在增材制造（3D打印）、激光材料加工等方面做了大量的研究工作，成功研制出國內第一臺激光選區熔化（SLM）增材制造裝備，并陸續開發出Dimetal系列激光選區熔化金屬3D打印設備，相關成果已經在廣州雷佳增材科技有限公司等企業產業化。發表有關學術論文300余篇，專著8部。申請專利360余件，其中授權發明專利65件，實用新型專利授權165余件。
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