厚積薄發(fā) 推進(jìn)增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展 ——專訪廣東省增材制造協(xié)會(huì)會(huì)長楊永強(qiáng)教授

來源 :廣東省增材制造協(xié)會(huì)

導(dǎo)讀：之前曾經(jīng)多次采訪廣東省增材制造協(xié)會(huì)會(huì)長、華南理工大學(xué)教授楊永強(qiáng)，撰寫了《廣東搶占3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展先機(jī)——中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副理事長、華南理工大學(xué)楊永強(qiáng)教授專訪》《華南理工大學(xué)：金屬3D打印技術(shù)領(lǐng)域的翹楚》和《楊永強(qiáng)：冷眼看3D打印熱潮》3篇文章。這3篇文章介紹了3D打印的發(fā)展前景及廣東3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的優(yōu)勢和制約因素，闡明了楊永強(qiáng)教授對(duì)廣東進(jìn)一步推進(jìn)3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)化、搶占3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)高地的建議；報(bào)道了華南理工大學(xué)在金屬3D打印技術(shù)的研發(fā)以及在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化等成果；揭開3D打印的神秘面紗，展示熱潮背后的冷靜思考。今天，我們?cè)俅窝��?qǐng)楊永強(qiáng)教授介紹了近年增材制造產(chǎn)業(yè)扶持政策、廣東省增材制造協(xié)會(huì)的工作及進(jìn)一步推動(dòng)增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的建議；同時(shí)，作為我國金屬增材制造領(lǐng)域的重要專家、學(xué)者，楊永強(qiáng)教授還介紹了金屬增材制造的應(yīng)用及發(fā)展趨勢。

楊永強(qiáng)博士

談?wù)�策：�?shí)實(shí)在在推進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展

問：請(qǐng)您談?wù)�，近幾年，國家和廣東出臺(tái)哪些政策有力支撐和推動(dòng)增材制造（3D打�。┊a(chǎn)業(yè)發(fā)展？

楊永強(qiáng)：在我國，從國家有關(guān)部委到地方政府，都對(duì)3D打印產(chǎn)業(yè)給予很多政策和項(xiàng)目的支持。在國家層面，基于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的出發(fā)點(diǎn)，近年來，工信部、科技部、國家發(fā)改委等12個(gè)部委發(fā)布了兩份制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)劃，分別是《增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)計(jì)劃（2015－2016年）》與《增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃(2017－2020年)》，在這兩個(gè)發(fā)展規(guī)劃里，都把金屬增材制造裝備、3D打印材料列為首要的發(fā)展對(duì)象之一。這也可以看出，增材制造技術(shù)在中國制造里的重要地位。在地方層面，比如廣東省，于2014－2018年度連續(xù)4年推出了增材制造技術(shù)的重大專項(xiàng)，支持了很多項(xiàng)目；于2018－2020年度又參照科技部的重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃，投入大筆資金支持并制訂了激光和增材制造的重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃。

國家和地方的這些舉措的制定是為了實(shí)實(shí)在在地推進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。比如，廣東省2019年1月正式出臺(tái)的“促進(jìn)科技創(chuàng)新十二條”，雖然沒有重點(diǎn)提及3D打印，但3D打印也是科技創(chuàng)新重點(diǎn)支持、重點(diǎn)發(fā)展的對(duì)象。此外，還有很多配套的政策。

這些政策吸引了大量的社會(huì)資金投入到3D打印行業(yè)，促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)的繁榮發(fā)展。在這些政策、資金的支持下，國家級(jí)、省市級(jí)3D打印創(chuàng)新中心紛紛建立，甚至一些大企業(yè)，都在相繼建立增材制造研發(fā)和創(chuàng)新中心。3D打印技術(shù)受重視程度由此可見。相信在各級(jí)各方的重視下，增材制造（3D打�。┯兄�非常光明的前景。

問：請(qǐng)您介紹廣東省增材制造（3D打�。┊a(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖實(shí)施意義。

楊永強(qiáng)：2017年發(fā)布的廣東省增材制造（3D打�。┊a(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖（以下簡稱路線圖）對(duì)于廣東增材制造（3D打�。┘夹g(shù)發(fā)展起到了指導(dǎo)性的作用。雖然作為制造業(yè)大省和強(qiáng)省的廣東省的3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模在整體上處于國內(nèi)領(lǐng)先水平，但其關(guān)鍵核心技術(shù)儲(chǔ)備和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方面與國際先進(jìn)水平相比還存在一些差距，在政策引導(dǎo)、產(chǎn)業(yè)規(guī)模、標(biāo)準(zhǔn)體系、關(guān)鍵技術(shù)和人才等方面都亟待突破。我們經(jīng)過兩年的時(shí)間撰寫，先后在廣東省各個(gè)領(lǐng)域的企業(yè)與研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)研，同時(shí)也借鑒了國內(nèi)外相關(guān)路線圖的經(jīng)驗(yàn)。整體上，路線圖較為全面地剖析了廣東省3D打印產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀、發(fā)展方向、重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)等。此外，路線圖還就廣東省的具體情況，設(shè)定了廣東省增材制造（3D打�。┊a(chǎn)業(yè)的總體戰(zhàn)略目標(biāo)，界定了3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)范圍，通過3D打印產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平和全方位市場需求研究、3D打印技術(shù)研發(fā)需求和廣東省產(chǎn)業(yè)的共性技術(shù)需求分析制定路線圖；同時(shí)，對(duì)原材料生產(chǎn)能力、材料性能和成本等方面的問題提出改進(jìn)意見，從而提高裝備、關(guān)鍵元器件和集成系統(tǒng)的研發(fā)生產(chǎn)能力。

談協(xié)會(huì)：加快區(qū)域產(chǎn)業(yè)化與市場化進(jìn)程

問：作為廣東省增材制造協(xié)會(huì)會(huì)長，請(qǐng)您介紹一下協(xié)會(huì)基本情況。

楊永強(qiáng)：為了更好地整合廣東省增材制造行業(yè)上下游資源，華南理工大學(xué)聯(lián)合廣東省內(nèi)代表性的3D打印企業(yè)于2015年10月組織發(fā)起籌備廣東省增材制造協(xié)會(huì)（以下簡稱協(xié)會(huì)），在廣東省經(jīng)濟(jì)和信息化委員會(huì)、廣東省科學(xué)技術(shù)廳、廣東省發(fā)展和改革委員會(huì)的指導(dǎo)下，在廣東省社會(huì)組織管理局的管理下，于2016年4月28日召開成立大會(huì)暨第一屆第一次委員大會(huì)，在2016年8月18日，經(jīng)廣東省民政廳批準(zhǔn)正式成立。

協(xié)會(huì)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打印培育和應(yīng)用示范基地，普及3D打印基礎(chǔ)知識(shí)及技能培訓(xùn)，完善3D打印技術(shù)研發(fā)人才培養(yǎng)體系等工作。

問：廣東省增材制造協(xié)會(huì)提供的服務(wù)有哪些？

楊永強(qiáng)：協(xié)會(huì)緊密團(tuán)結(jié)會(huì)員單位，積極搭建公共服務(wù)平臺(tái)，開展國際交流與合作，成為吸引人才和技術(shù)資源的強(qiáng)大“磁場”。協(xié)會(huì)為會(huì)員提供如下服務(wù)：通過信息宣傳平臺(tái)與窗口，提高會(huì)員單位知名度；參與制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，推進(jìn)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展：把握國家和省、市（區(qū)）等產(chǎn)業(yè)支持政策，解讀產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，指導(dǎo)并幫助企業(yè)申請(qǐng)相關(guān)項(xiàng)目獎(jiǎng)勵(lì)或扶持；多方位滿足企業(yè)發(fā)展需求，搭建企業(yè)與政府、投資機(jī)構(gòu)、媒體與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(dòng)，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(huì)員單位委托的相關(guān)事項(xiàng)。

談體會(huì)：認(rèn)準(zhǔn)一個(gè)方向堅(jiān)持不懈

問：如何進(jìn)一步推動(dòng)增材制造（3D打�。┊a(chǎn)業(yè)發(fā)展，請(qǐng)談?wù)勀�的�?jīng)驗(yàn)及建議。

楊永強(qiáng)：我認(rèn)為，對(duì)一種新的技術(shù)進(jìn)行一些創(chuàng)新的開發(fā)其實(shí)并不是一件容易的事，要在增材制造行業(yè)扎穩(wěn)腳跟，第一，需要具有敏銳的眼光，根據(jù)自身的能力、自身的優(yōu)勢，發(fā)現(xiàn)并找到在整個(gè)科技發(fā)展的前沿適合自己的突破口。比如1987年研究生畢業(yè)后，我就進(jìn)入了激光領(lǐng)域，在相當(dāng)長的時(shí)間里，這個(gè)行業(yè)并沒有做起來，在接觸激光3D打印技術(shù)后，覺得這會(huì)是未來一個(gè)很有潛力的發(fā)展方向，便從激光行業(yè)轉(zhuǎn)到了增材制造技術(shù)上來，也算是比較早進(jìn)入增材制造領(lǐng)域的。

第二，持續(xù)地堅(jiān)持。我在這個(gè)行業(yè)里曾經(jīng)坐了10年冷板凳。就是剛剛開始金屬3D打印研究的時(shí)候，大家對(duì)此相當(dāng)陌生，都覺得這是很好的技術(shù)，但當(dāng)我們進(jìn)行技術(shù)推廣的時(shí)候，就會(huì)遇到很多的困難，比如，產(chǎn)品的尺寸精度不夠、強(qiáng)度不行等等缺點(diǎn)常被人詬病。面對(duì)挫折，需要保持耐心，認(rèn)準(zhǔn)一個(gè)方向后，堅(jiān)持不懈，幾年、幾十年……投入大量的精力去堅(jiān)持。現(xiàn)在，我們?nèi)A南理工大學(xué)團(tuán)隊(duì)在這個(gè)領(lǐng)域取得非常好的成績，大家看到的是我們今天的輝煌，但沒看到的是我們之前的努力和付出。人們漸漸地從最開始認(rèn)識(shí)這項(xiàng)技術(shù)，到現(xiàn)在有更多的人來主導(dǎo)、來投入這一技術(shù)領(lǐng)域，做研發(fā)、做生產(chǎn)，發(fā)展態(tài)勢趨好。

第三，緊跟市場。我們做科研的，寫論文、做技術(shù)研究，如果將相關(guān)成果束之高閣并不會(huì)產(chǎn)生什么社會(huì)效益，而要緊跟市場，去做一些應(yīng)用前景比較好且市場有需求的技術(shù)開發(fā)。我們?nèi)A南理工大學(xué)一直堅(jiān)持這個(gè)理念，并取得了可喜的成果。

對(duì)進(jìn)一步推動(dòng)廣東省增材制造（3D打印）產(chǎn)業(yè)發(fā)展的建議主要有兩點(diǎn)：一是建議在政策方面對(duì)3D打印產(chǎn)品給予補(bǔ)貼優(yōu)惠政策，帶動(dòng)3D打印技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,就像政府補(bǔ)貼新能源汽車一樣。二是建議政府設(shè)立產(chǎn)業(yè)基金支持長線投資，扶持產(chǎn)業(yè)發(fā)展。那種“短平快”的短線投資缺乏持續(xù)性，會(huì)對(duì)企業(yè)甚至整個(gè)行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生不利的影響。

談問題：四大瓶頸需逐一解決

問：請(qǐng)您談?wù)劷饘僭霾闹圃斓膽?yīng)用及發(fā)展趨勢。

楊永強(qiáng)：金屬增材制造（3D打�。┍环Q為“增材制造（3D打�。┗使谏系拿髦椤�，是門檻最高、前景最好、最前沿的技術(shù)之一。金屬增材制造的工業(yè)化應(yīng)用領(lǐng)域有很多，目前熱點(diǎn)領(lǐng)域主要有三個(gè)：第一個(gè)是航空航天領(lǐng)域。航空航天領(lǐng)域里很多零部件都比較復(fù)雜、成本較高，而增材制造（3D打�。┑募夹g(shù)特點(diǎn)正好適合在這一領(lǐng)域應(yīng)用。國外像GE公司，以及國內(nèi)很多航空航天企業(yè)也都非常重視在這一領(lǐng)域的發(fā)展。

第二個(gè)是生物醫(yī)療領(lǐng)域。生物醫(yī)療是3D打印未來發(fā)展非常大的一個(gè)市場領(lǐng)域，從模型到一類、二類、三類器械都已經(jīng)有成功案例，尤其是三類器械如植入體，這方面的應(yīng)用已經(jīng)普及并受到了國家、地方還有整個(gè)行業(yè)的高度重視。當(dāng)然，先獲取醫(yī)療許可證，是這一領(lǐng)域尚需解決的一個(gè)約束瓶頸。

第三個(gè)是工業(yè)模具領(lǐng)域。工業(yè)模具行業(yè)有著巨大的市場（每年數(shù)千億元的市場），但目前解決3D打印在模具上的應(yīng)用僅處于起步階段，它的競爭對(duì)手計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)（CNC）技術(shù)比較成熟，很多工業(yè)模具用CNC機(jī)床就可以做出來，對(duì)比之下3D打印還沒有太大的優(yōu)勢；但隨著工業(yè)的發(fā)展、技術(shù)的提高，3D打印適合于各種形狀復(fù)雜、曲面，可打印內(nèi)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢會(huì)凸顯。隨著以功能需要為導(dǎo)向的3D打印越來越被認(rèn)可，當(dāng)3D打印達(dá)到最佳的性價(jià)比時(shí)，未來3D打印在工業(yè)模具領(lǐng)域會(huì)有非常大的發(fā)展空間。

在所有增材制造技術(shù)里，金屬增材制造技術(shù)應(yīng)該是目前發(fā)展最快，也是應(yīng)用前景最好的技術(shù)之一。但該技術(shù)目前主要有4個(gè)問題：一是尺寸小，無法滿足市場對(duì)大尺寸的需求，而未來發(fā)展的趨勢要求尺寸越來越大，比如造船業(yè)。二是精度不夠高，3D打印產(chǎn)品的精度無法媲美用數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)出來的產(chǎn)品；目前最有效的解決方法就是復(fù)合制造，也就是將3D打印和傳統(tǒng)的工藝相結(jié)合。三是效率較低，現(xiàn)在3D打印速度普遍比較慢，比如，有的大零件打印需要一兩個(gè)月的時(shí)間，如果在打印期間出現(xiàn)狀況，整個(gè)零件就會(huì)報(bào)廢，造成巨大的損失，有的甚至損失上百萬元，因此，效率問題是目前制約3D打印發(fā)展的一個(gè)非常大的問題。所以，如何提高效率，是這個(gè)行業(yè)必須要解決的問題。四是一種機(jī)器只能用一種材料打印。但是實(shí)際上，一個(gè)零件里可能會(huì)有很多種不同的功能需求，在不同的位置可能也有不同的材料需求。如果3D打印能同時(shí)打印多種材料，就可以滿足這些需求。

根據(jù)行業(yè)需求，解決以上4個(gè)問題也就是金屬增材制造領(lǐng)域發(fā)展趨勢：零件尺寸越做越大，以滿足工業(yè)發(fā)展的要求以及市場對(duì)于大型零部件的需求；進(jìn)一步提升成型效率、制造精度和多種材料金屬增材制造技術(shù)，以滿足供應(yīng)商、市場在這方面的高要求。此外，要出臺(tái)比較完善的檢測系統(tǒng)和制造標(biāo)準(zhǔn)，以規(guī)范行業(yè)發(fā)展；持續(xù)加快開發(fā)應(yīng)用端，提高市場營收和經(jīng)濟(jì)效益。

【人物簡介】
楊永強(qiáng)，華南理工大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師。歷任華南理工大學(xué)焊接研究所所長，機(jī)械電子工程系主任，中葡合資廣東華歐焊接工程研究中心主任，中國—烏克蘭巴頓焊接研究院院長等�，F(xiàn)任廣東省增材制造協(xié)會(huì)會(huì)長、中國3D打印產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟副理事長、中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)特種加工分會(huì)常務(wù)理事、中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)生物制造分會(huì)理事、廣東省3D打印標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)主任、廣東省激光協(xié)會(huì)監(jiān)事長等。在增材制造領(lǐng)域率先提出并實(shí)施“制造改變?cè)O(shè)計(jì)”的理念，當(dāng)選為中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)增材制造分會(huì)常務(wù)理事兼增材制造設(shè)計(jì)專委會(huì)主任。楊永強(qiáng)教授長期從事3D打印、激光加工等技術(shù)領(lǐng)域科研工作，是國內(nèi)最早開展激光選區(qū)熔化增材制造設(shè)備、工藝和應(yīng)用研究的學(xué)者。研發(fā)出的Dimetal-50、Dimetal-100、Dimetal-280和Dimetal-400等金屬3D打印設(shè)備，在個(gè)性化定制醫(yī)療器械、模具、航空航天零部件等多方面得到應(yīng)用推廣。2013年以來承擔(dān)包括科技部國際合作項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金、廣東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和重大專項(xiàng)等項(xiàng)目60余項(xiàng)。發(fā)表有關(guān)學(xué)術(shù)論文270余篇，其中，獲收錄SCI索引170篇。獲得授權(quán)國內(nèi)外發(fā)明專利56件。