《規(guī)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(shù)研發(fā)平臺，提升工藝技術(shù)水平。研制推廣使用激光、電子束、離子束及其他能源驅(qū)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(tài)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(tǒng)，提升軟硬件協(xié)同創(chuàng)新能力，建立增材制造標準體系。在航空航天、醫(yī)療器械、交通設(shè)備、文化創(chuàng)意、個性化制造等領(lǐng)域大力推動增材制造技術(shù)應(yīng)用，加快發(fā)展增材制造服務(wù)業(yè)。

 

　　大族激光集團副總經(jīng)理CTO呂啟濤（左）和激光3D打印中心總監(jiān)袁劍（右）

 

　　目前，我國增材制造產(chǎn)業(yè)整體水平不斷提升，但是產(chǎn)業(yè)化進程仍有諸多問題需要攻克。另外，在金屬增材制造領(lǐng)域，投資“過熱”現(xiàn)象已經(jīng)初顯。為此，小編獨家專訪了大族激光集團副總經(jīng)理CTO呂啟濤和激光3D打印中心總監(jiān)袁劍，共同探討國內(nèi)增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展之道。

 

　　增材制造引制造業(yè)變革

 

　　增材制造是一種以數(shù)字化為基礎(chǔ)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(xué)科，為制造業(yè)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(yè)中引領(lǐng)性的共性技術(shù)，可以支持產(chǎn)品快速開發(fā)以及創(chuàng)新產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計，帶來制造模式的創(chuàng)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(chuàng)材，從“創(chuàng)材”走向“創(chuàng)生”。正是基于此，全球制造業(yè)巨頭紛紛“擁抱”增材制造技術(shù)，而這其中GE無疑是最具代表性的企業(yè)。

 

　　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(yè)務(wù)服務(wù)商Avio S.p.A的收購，其為通過EMB和粉末床金屬3D打印技術(shù)制造航空零部件的領(lǐng)導(dǎo)者。近期GE繼續(xù)強化對Arcam 和Concept Laser的收購，將為其成為全球制造業(yè)的增材制造設(shè)備與材料的供應(yīng)商奠定基礎(chǔ)。除此之外，西門子、惠普、通快、理光等企業(yè)在增材制造領(lǐng)域都進行了相關(guān)嘗試。

 

 

　　大族激光布局3D打印

 

　　“近幾年，增材制造技術(shù)風靡全球是一種必然趨勢。”大族激光集團副總經(jīng)理CTO呂啟濤博士認為：“增材制造技術(shù)自90年代問世以來，經(jīng)過多年的持續(xù)攻關(guān)，在關(guān)鍵技術(shù)、核心器件及材料等領(lǐng)域已經(jīng)取得突破性進展。相對于傳統(tǒng)制造方式，增材制造能夠滿足航空航天復(fù)雜結(jié)構(gòu)零部件制造需求，這也是GE大規(guī)模布局增材制造的原因。隨著航空航天、汽車、醫(yī)療等領(lǐng)域逐漸認識到該技術(shù)所帶來的效益提升，增材制造也迎來了快速發(fā)展時期。為此，全球主要國家對于增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展也做了重點規(guī)劃，我國在《中國制造2025》以及‘十三五’規(guī)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(chǎn)業(yè)升級的理念，在增材制造領(lǐng)域也是早有布局。”

 

　　國內(nèi)亟待突破源頭技術(shù)

 

　　我們都知道，金屬增材制造被認為是該領(lǐng)域難度最高的技術(shù)，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(shù)主要有兩大方向，一種是以激光作為能量源的激光選區(qū)熔化（SLM）技術(shù)、激光近凈成形（LENS）技術(shù)。另一種則是以高能電子束為能量源的電子束熔化（EBM）技術(shù)。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(shù)。事實上，在增材制造的各種技術(shù)路線中，激光都起到了至關(guān)重要的作用。

 

 

　　大族激光掌握3D打印源頭技術(shù)

 

　　雖然，我國在增材制造領(lǐng)域進入很早。但是從目前情況看，歐美國家掌握了設(shè)備、材料、軟件、工藝等核心技術(shù)，并已形成了一整套成熟的商業(yè)模式，優(yōu)勢非常明顯。對此，呂啟濤博士態(tài)度明確地指出：“源頭技術(shù)和材料問題不解決，國內(nèi)增材制造產(chǎn)業(yè)很難取得好的發(fā)展，只能受制于人。這也是大族激光選擇進入增材制造領(lǐng)域的原因，早在10年前大族激光就開始研發(fā)3D增材制造技術(shù)——激光熔覆。基于在激光器、運動控制、機械機構(gòu)、軟件開發(fā)、工藝研究以及材料領(lǐng)域雄厚的技術(shù)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(lǐng)域的布局。目前大族激光鈑金事業(yè)部，主要聚焦于大功率增材制造領(lǐng)域，激光3D打印中心主要聚焦于中小功率增材制造領(lǐng)域，業(yè)務(wù)上形成互補關(guān)系。與此同時，我們還堅持走材料自主研發(fā)的道路，使得材料與設(shè)備完美匹配，打破了國際壟斷，真正為客戶創(chuàng)造了價值。”

 

　　隨后，大族激光3D打印中心總監(jiān)袁劍先生也補充道：“得益于大族激光在源頭技術(shù)的掌握與突破，公司增材制造業(yè)務(wù)方面發(fā)展迅速，已經(jīng)開展了多種技術(shù)路線及打印設(shè)備的研發(fā)工作，涵蓋了目前市場上具有成熟應(yīng)用的絕大多數(shù)工業(yè)級3D打印技術(shù)領(lǐng)域，例如基于LENS技術(shù)、SLM技術(shù)、DLP技術(shù)與3DP技術(shù)的工業(yè)級3D打印設(shè)備。2015年推出了三維五軸聯(lián)動3D打印系統(tǒng)，2015年率先推出了采用DLP技術(shù)的睿逸系列樹脂3D打印機，2016年先后推出采用SLM技術(shù)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(shù)的砂型3D打印機。在前沿研發(fā)領(lǐng)域，大族激光3D打印中心持續(xù)關(guān)注最新的3D打印技術(shù)，目前已經(jīng)完成了自主研發(fā)的連續(xù)液面成型設(shè)備的工藝測試，成型效率比傳統(tǒng)3D打印設(shè)備提高了數(shù)十倍。”

 

 

　　“大族激光之前也有收購Concept Laser公司的想法，但是在經(jīng)過細致考量之后還是放棄。”對此，呂啟濤博士解釋道：“現(xiàn)在GE收購Arcam 和Concept Laser公司，主要是因為GE身處于航空制造領(lǐng)域，對于增材制造有應(yīng)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(shù)方面確實能夠得到進一步完善，但是沒有應(yīng)用市場資源支撐，再好的技術(shù)也將無用武之地。”

 

　　在增材制造技術(shù)方面，目前國內(nèi)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(chǎn)業(yè)進一步發(fā)展。呂啟濤博士認為：“增材制造作為一項前瞻性，戰(zhàn)略性技術(shù)，其工程應(yīng)用性很強，領(lǐng)域跨度很大，對未來制造業(yè)，尤其是高端制造的發(fā)展十分重要。除了需要加強增材制造技術(shù)，工藝，裝備及相關(guān)材料的研究之外，找準應(yīng)用市場及產(chǎn)業(yè)化方向至關(guān)重要。大族激光作為一個激光行業(yè)的領(lǐng)先者、一個裝備制造行業(yè)負責任的企業(yè)，在增材制造領(lǐng)域堅持以市場需求為導(dǎo)向，不斷完善改進現(xiàn)有技術(shù)，從加工精度、生產(chǎn)效率、材料使用性能等方面提高現(xiàn)有技術(shù)水平。同時密切關(guān)注國內(nèi)外最近技術(shù)進展，增加自身技術(shù)儲備。”

 

　　對于增材制造未來發(fā)展規(guī)劃，袁劍先生也做可詳細解讀：“大族激光始終堅持以市場應(yīng)用為主導(dǎo)的發(fā)展方向，致力于將3D打印技術(shù)應(yīng)用于與傳統(tǒng)工藝領(lǐng)域并產(chǎn)業(yè)化，向客戶提供整套解決方案。在項目研發(fā)過程中，與北京航空航天大學(xué)、湖南大學(xué)、華南師范大學(xué)、暨南大學(xué)、廣州有色金屬研究院等國內(nèi)著名研究機構(gòu)與院所深度合作，通過項目合作的方式共同開發(fā)，使高校的人才優(yōu)勢，科研優(yōu)勢成為公司研發(fā)的強大助推力。2017年我們將進一步完善現(xiàn)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(yī)療、牙科及珠寶行業(yè)，其中光敏樹脂3D打印機的應(yīng)用預(yù)計將會在上述行業(yè)有爆發(fā)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(yè)，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(shè)計以及工業(yè)用零件的直接生產(chǎn)。”

 

　　點評：

 

　　近幾年來，增材制造在全球范圍內(nèi)迅速升溫，產(chǎn)業(yè)規(guī)模也進一步擴大。麥肯錫的一份報告預(yù)測，到2025年3D打印可能產(chǎn)生高達5500億美元的效益。然而理想很豐滿，現(xiàn)實卻很骨感。隨著《中國制造2025》以及“十三五”規(guī)劃的出臺，國內(nèi)增材制造有望迎來新一輪增長期。機遇與挑戰(zhàn)并存，正如大族激光集團副總經(jīng)理CTO呂啟濤博士所言，掌握源頭技術(shù)、攻克材料難題、以市場為導(dǎo)向才是國內(nèi)增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展之道。盲目跟進及投資，并不利于產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。