佛山發(fā)展3D打印產業(yè)，關鍵是找準應用方向

2018年6月17—18日，第五屆世界3D打印大會將在佛山市南海區(qū)大瀝鎮(zhèn)舉行。這場全球性產業(yè)盛會的到來，讓3D打印再度引發(fā)各界熱議。作為一項被《經濟學人》多次推上封面、稱為推動第三次工業(yè)革命到來的關鍵技術，3D打印與制造業(yè)的相融已越來越緊密，但如何打開應用面仍是行業(yè)發(fā)展主要瓶頸。作為全國第六大工業(yè)城市，佛山能否率先探索兩者的結合路徑?

“現在是發(fā)展3D打印產業(yè)最好的時代�！弊鳛橹袊�3D打印產業(yè)崛起的見證者與參與者，中國工業(yè)3D打印理事會主席顏永年說。

在第五屆世界3D打印大會于佛山大瀝開幕前夕，80歲高齡的顏永年接受了南方日報記者的專訪。他指出，3D打印從上世紀80年代末起，在國內經歷過萌芽期、沉寂期后，從2008年開始，已開啟了興盛的新階段。

在顏永年看來，3D打印在航空、航天等領域和精密內流道孔、一體化制造等方面擁有不可比擬的優(yōu)勢，但他同時強調制造業(yè)不能盲目“+3D打印”。對于像大瀝這樣的制造業(yè)重鎮(zhèn)，他建議關鍵是要找準3D打印的應用方向，加速產業(yè)向高端制造轉型，推動高端制造業(yè)與3D打印相結合，方能真正讓新技術實現對于制造業(yè)的“賦能”。

“現在是發(fā)展3D打印最好的時代”

問：相比2015年，3D打印產業(yè)這幾年在國內的發(fā)展似乎相對沉寂。實際上，3D打印產業(yè)在國內從發(fā)展至今，經歷了哪些階段?

顏永年：國內最早是上世紀80年代末開始興起3D打印產業(yè)。在我看來可以劃分為3個階段。20世紀80年代末到2000年之間是第一個階段，當時的3D打印叫做快速原型制造(Rapid Prototyping Manufacturing——RPM)，是一項可以快速制作產品原型外觀的技術，主要在比如清華大學、華中科大和西安交大等高校中進行研發(fā)。

但2000年以后，因為3D打印一直停留在實驗室中，3D打印的設備沒有條件與市場進行結合，價格也很貴，國內很多設備賣不出去，在這之后直到2008年，整個行業(yè)都步入了沉寂期，到了2008年以后，才真的興盛起來。

問：中國3D打印產業(yè)在2008年以后再度升溫，原因是什么?

顏永年：在2000年到2008年之間的沉寂期，全世界的3D打印產值一直徘徊在10億美元，可以說是行業(yè)的低潮期。到了2008年興盛，主要得益于兩個原因。

一方面是在全球的產業(yè)格局中，以美國為代表的國家開始非常重視3D打印產業(yè)。之后，《經濟學人》一度還把3D打印視為開創(chuàng)第三次工業(yè)革命的關鍵技術。

另一方面，3D打印的技術得到了關鍵性的發(fā)展，也就是FDM工藝設備的小型化的流行，這種小型熔融沉積制造工藝推出后，3D打印設備迅速降價。同時國外一些企業(yè)(如德國EOS公司)在金屬熔化上也取得了突破性進步，這些技術都促使了3D打印技術從實驗室走向了市場。

問：在這個十年中，中國3D打印產業(yè)和工業(yè)的結合主要有哪些方向?

顏永年：當3D打印技術從實驗室走向市場之后，這項技術對于工業(yè)的意義也發(fā)生了重大的改變。

3D打印在中國起步之初，就只是一個快速原型制造技術。對于企業(yè)來說，要設計一款產品，如果希望提前知道產品外形和結構，需要通過3D打印的方式來獲知。但經過工藝和技術的進步后，3D打印不再停留在只是打印產品原型的功能，而是連產品本身也可以打印。實現了從打印原型到打印零部件的重要改變。

在這樣的改變后，3D打印與產業(yè)的結合就非常多，比如航空、醫(yī)療、核電等產業(yè)，目前都有一定的應用�；仡^看，可以說，現在是發(fā)展3D打印產業(yè)最好的時代了。

“制造業(yè)不能盲目"+3D打印"

南方日報：客觀來說，有數據顯示，全國3D打印產量去年產值僅有100多億元，你怎么看待這一現象?

顏永年：100多億元實際上并不少了，我認為是很大的進步了，應該說這個行業(yè)還在發(fā)展中。產值不高的關鍵原因在于應用面還沒有徹底打開。應該說，當3D打印技術走出實驗室后，它發(fā)展的推動力就在于應用。

目前3D打印已經與航空領域有一定的結合。在其他方向到底應該如何進行應用，還在探索當中，比如在工業(yè)領域，3D打印的一體化成型制造特點對于一些裝配組裝和焊接連接很高的行業(yè)，是有比較大的價值。

南方日報：其實我們也看到很多產業(yè)在加大與3D打印的結合，比如耐克推出的3D打印鞋，但3D打印與這類勞動密集型制造業(yè)的結合，必要性強嗎?

顏永年：3D打印和制造業(yè)的結合并不能盲目結合。本質上，3D打印與勞動密集型的傳統制造業(yè)結合度是比較低的。如果選擇用3D打印來生產產品，那么3D打印技術必須是優(yōu)于傳統制造工藝的，或者兩者之間是可以進行結合的。

具體來說，3D打印與工業(yè)的結合有三個方向。

第一個是與傳統成型(如鍛壓技術)進行結合的生產工藝，比如說核電領域，3D打印的產品本身強度是好的，但是在塑性和抗疲勞強度等諸多方面，尚難滿足核電和航空領域的要求，這是3D打印的一個短板。對于航天和核電領域，將3D打印熔覆工藝與鍛造擠壓結合起來，就能解決強度和塑性兩方面的問題，實現工業(yè)化的應用。

第二個方向，3D打印非常適用于制造微米級—毫米級的內流道復雜結構，這種內流道用傳統的加工方式是做不出來的，所以用3D打印可以解決的是“能”的問題，具體來說，產品包括雷達濾波器、燃油噴嘴等。

第三個方向，3D打印其實與電腦、醫(yī)療器件以及首飾也有結合的空間。對于這些行業(yè)來說，一些裝配度要求很高的零件，比如說一個電腦上的零件，原來需要5個零件通過焊接組裝連接起來，現在用3D打印可以直接一次性打印出來，而不需要組裝，這也提升了效率。

可以說，3D打印正在被工業(yè)界逐漸接受，但這是在應用中逐步被接受，不是靠靈機一動，盲目采用3D打印去生產工業(yè)產品，那是不實際的。


問：談到不同產業(yè)與3D打印的結合，這些年，包括佛山在內，廣東各地也在大力推進，你怎么看廣東3D打印的發(fā)展現狀?

顏永年：廣東積極發(fā)展3D打印產業(yè)，比如說深圳，當地政府推出了不少舉措。但是廣東與上海、北京等地相比，3D打印產業(yè)還存在一些差距，這主要與當地產業(yè)結構以及3D打印產業(yè)的發(fā)展特點相關。

目前看來，3D打印產業(yè)與航空、制造等的結合相對多一些，廣東省內，像佛山和東莞相對比較多是勞動密集型的傳統制造業(yè)，這些行業(yè)與3D打印的結合度相對會弱一些。

但像珠海的航空維修和高端模具產業(yè)等，這些都是可以重點發(fā)展的方向。

問：除了航空等行業(yè)，像佛山，以大瀝為代表也在積極發(fā)展3D打印產業(yè)，你對此有怎樣的建議?

顏永年：佛山本土比較多是陶瓷、家電等傳統產業(yè)。針對制造業(yè)的情況來說，如果盲目用3D打印是不現實的，必須是用3D打印來生產，可以更優(yōu)于傳統工藝的情況下，才有必要引入3D打印。

總的來說，如果制造業(yè)城市希望發(fā)展3D打印，關鍵還是需要提升產業(yè)的高端化，也就是說讓3D打印與高端制造相結合。這對于提升高端制造產業(yè)的生產效率、縮短新產品上市周期等方面上，都會有很大的優(yōu)勢。

問：未來整個3D打印產業(yè)，你覺得會朝怎樣的方向發(fā)展?

顏永年：3D打印產業(yè)現在出現了一些新的趨勢，就是與傳統成型制造業(yè)相結合，利用3D打印制作精化的毛坯，再進行一次性終鍛成型，這些方向都將有利于進一步推進3D打印在諸如核電領域的發(fā)展。從長遠來看，未來幾年，我還是非�？春�3D打印產業(yè)。

工業(yè)制造提速“+3D打印”


就在今年初，在大亞灣核電站里，一塊特殊的制冷機端蓋正式被安裝進去。早在2009年，這一塊由南方增材公司利用3D打印技術制作的核工業(yè)部件，還只是一個存在于圖紙上的構想。

這正是3D打印對工業(yè)領域而言，一個“夢想照進現實”的縮影。作為一項被《經濟學人》譽為推動第三次工業(yè)革命的關鍵技術，直到2015年，全國各地大興“3D打印熱”時，這項技術對于工業(yè)，特別是制造業(yè)領域來說，更多還只是一個概念。

幾年過去，以珠三角為代表，在多地積極布局3D打印產業(yè)的基礎上，一方面諸如中南機械、峰華卓立等一批3D打印企業(yè)已然崛起;另一方面，航空、核電、制造業(yè)等領域加速與3D打印融合的趨勢愈發(fā)明顯。

但這項關鍵技術如何在應用上“賦能”制造業(yè)，路徑仍未清晰。佛山大瀝在積極布局該產業(yè)的同時，勇擔產業(yè)的探路者。

繼去年迎來廣東最大3D打印產業(yè)基地后，第五屆世界3D打印大會將于6月17—18日在佛山大瀝舉行。以一場家門口的全球產業(yè)盛會，大瀝不僅彰顯了一座小鎮(zhèn)胸懷世界大夢想的格局，更是拉開了3D打印與制造業(yè)加速融合的大幕。

制造新趨勢 3D打印“夢想照進現實”

相比幾年前，“3D打印”還只是一個看似概念性的新產業(yè)，如今，在工業(yè)領域，越來越多的產品實現了“3D打印制造”。

以制鞋行業(yè)為例，早在2015年，包括耐克、阿迪達斯等鞋企相繼對外透露要推出3D打印跑鞋的計劃。其中，阿迪達斯更是與3D打印公司Materialise達成合作協議。

實際上，在同期，全球最大的三家3D打印制造商即EOS、3DSystem和Stratasys都曾宣布與多家知名鞋企達成了合作計劃。

幾年過去，這些計劃已逐步落地。去年4月，阿迪達斯宣布推出全球首款可量產的3D打印運動鞋，該鞋的鞋底采用3D打印技術而成，具備可批量生產的優(yōu)勢，且生產速度僅需20分鐘。

與3D打印實現結合的并不僅僅是這些巨頭。就在今年初，在大亞灣核電站里，一塊特殊的制冷機端蓋正式被安裝進去。這正是由佛山企業(yè)——南方增材科技有限公司(以下簡稱“南方增材”)與中廣核運營有限公司聯合研發(fā)推出的，利用3D打印制造的核電站核心零部件。

“從成立至今，我們專注于核電領域，憑借自主創(chuàng)新技術，目前3D打印的核工業(yè)部件，最高噸位可以達到300多噸�！蹦戏皆霾亩�事總經理朱志宇說。

而這些3D打印的核工業(yè)部件，在2009年時，對于朱志宇來說，還只是一個存在于圖紙上的設想。彼時，朱志宇和他的團隊在北京遇到了北京航空航天大學教授、激光增材制造領域專家王華明，明確在開發(fā)金屬3D打印技術上開展合作。

此后經過上百次實驗后，核心技術團隊在關鍵技術上取得了突破性進展，并在實驗室成功做出了物理、化學性能達到甚至優(yōu)于鍛件的核電重型裝備的金屬構件縮比件。

“我們在材料、設備、工藝研發(fā)設計上，整套流程都擁有自主知識產權�！敝熘居畋硎�，若按將增材制造技術應用于重型大型金屬構件的研發(fā)、生產計，南方增材是全球首家吃螃蟹的企業(yè)。

實際上，南方增材只是一個縮影。近年，伴隨在3D打印與工業(yè)的加速融合下，工業(yè)級3D打印機實現了快速增長。數據顯示，去年工業(yè)級3D打印機出貨量雖然只增長了5%，但營收占總收入的80%。分析認為，雖然消費級設備支撐了出貨量，但工業(yè)級設備支撐了整個行業(yè)的銷售收入，未來工業(yè)級3D打印設備是行業(yè)收入增長的主力軍。

搶灘新產業(yè) 珠三角多地布局3D打印

工業(yè)加速與3D打印結合的背后，離不開越來越多城市把3D打印列入重點培育的產業(yè)對象。

以2014年為重要分水嶺，在這一年前后，珠三角多個城市加速布局3D打印產業(yè)。

深圳正是這樣的例子�！霸谡麄�珠三角中，深圳對于3D打印的重視程度是比較突出的�！鳖佊滥暾f。

特別是在桌面打印上，據此前深圳創(chuàng)新設計研究院創(chuàng)新應用研究所相關負責人對媒體表示，深圳擁有全國最多的“創(chuàng)客”群體和從事智能硬件的創(chuàng)業(yè)者，普遍都通過3D打印的方式替代傳統開模手段，來提速產品的開發(fā)周期。

在工業(yè)方向上，作為深圳市實施的“十大行動計劃”中的“十大制造業(yè)創(chuàng)新中心”之一，去年深圳市成立了3D打印制造業(yè)創(chuàng)新中心。

與深圳相似，廣州也把3D產業(yè)作為重點培育的新產業(yè)方向。在今年廣州的政府工作報告中，明確把3D打印列入加快形成新增長點的方向。在2014年，廣州推出首個3D打印產業(yè)園，并落戶在荔灣區(qū)。此后，荔灣成為了廣州發(fā)展3D打印產業(yè)的主陣地，通過發(fā)布多項產業(yè)政策加快引入龍頭企業(yè)與人才。

4年過去了，目前在荔灣的3D打印產業(yè)園中，園區(qū)在孵企業(yè)55家，累計畢業(yè)企業(yè)17家，主要以3D打印產業(yè)鏈上下游為主，涉及3D打印設備研發(fā)、3D打印軟件開發(fā)、3D打印材料研發(fā)、3D打印設計與服務等領域。

在今年初，該3D打印產業(yè)園更是成為全國唯一一個成功入選國家級科技企業(yè)孵化器的3D打印產業(yè)園。

而與佛山同為制造業(yè)大市的東莞，早在2013年年初的東莞市政府工作報告中，明確提出，扶持3D打印產業(yè)等戰(zhàn)略性新興產業(yè)。

此后一年，3D打印成為了東莞產業(yè)熱詞。東莞首個3D打印產業(yè)園完工，由莞企自主研發(fā)的桌面級打印機相繼面世，多個3D打印的大事件貫穿了2014年的東莞。

同年，佛山也開始快馬加鞭發(fā)展3D打印產業(yè)，先后提出與省科技廳共建3D打印工程技術研究開發(fā)中心、建立3D打印產業(yè)基地等計劃。

其中南海成為了重要區(qū)域之一。目前，南海區(qū)已經先后與廣東省3D打印產業(yè)創(chuàng)新聯盟探索合作共建廣東省3D打印產業(yè)創(chuàng)新聯盟協同中心、與中科院廣州電子所簽署《共建廣東中科高新增材制造產業(yè)創(chuàng)新中心框架協議》等。

進擊的大瀝 將創(chuàng)建全國3D打印技術創(chuàng)新中心

在各地加快布局該產業(yè)的同時，3D打印也迎來了關鍵的時刻。

“目前全國3D產業(yè)產值偏低，原因在于3D打印的應用市場還沒有真正被打開�！鳖佊滥瓯硎�，盡管目前工業(yè)界與3D打印的結合已經明顯增多，但實際上，3D打印發(fā)展的重要動力，依然還在于加大應用面。

在尋找制造業(yè)與3D打印的應用路徑上，大瀝主動走在了前面。去年6月，廣東最大3D打印產業(yè)基地——中峪智能機械智能裝備孵化中心在大瀝開業(yè)，廣東南海增材制造加速器、廣東省3D打印(佛山)產業(yè)技術創(chuàng)新聯盟當天揭牌。

僅一年后，這座廣東省的商貿重鎮(zhèn)和制造強鎮(zhèn)又迎來了3D打印的盛事—-第五屆3D打印產業(yè)技術大會計劃在今年6月17—18日期間，在佛山大瀝舉行。

“我們正在尋找應用市場，大瀝所在的廣東是傳統制造業(yè)集聚大省，而大瀝正在推動傳統產業(yè)轉型升級，與我們的夢想不謀而合�！敝袊�3D打印技術產業(yè)聯盟執(zhí)行理事長羅軍說道。

據悉，以大會的舉辦為契機，依托中國3D打印技術產業(yè)聯盟和世界3D打印技術產業(yè)聯盟全球化網絡在南海區(qū)集中布局，大瀝鎮(zhèn)將創(chuàng)建全國規(guī)模最大、技術含量最高、最具影響力的3D打印公共服務平臺和技術創(chuàng)新中心。

“我們還計劃引進蘭灣智能—曼徹斯特大學先進激光工程聯合實驗室。”大瀝鎮(zhèn)相關負責人透露，以3D打印產業(yè)為突破口，該鎮(zhèn)將積極創(chuàng)造條件，營造創(chuàng)新氛圍，吸引全球3D打印上下游優(yōu)勢資源在大瀝集聚。

種種舉措的背后，正是深諳3D打印發(fā)展關鍵的大瀝，以實際行動積極探路制造業(yè)“+3D打印”的未來路徑。


專家簡介：
顏永年，是國內3D打印產業(yè)發(fā)展的見證者與參與者，他曾是清華大學材料成形制造自動化研究所第一任所長，在快速成形制造等領域取得了多項國際領先水平的科研成果，目前擔任江蘇永年激光成形技術有限公司董事長。

來源：南方日報
撰文：葉潔純 關艷娟