重慶日報：人才缺口800萬！看3D打印“魔法師”如何天馬行空造“世界”

來源：重慶日報

3D打印“金”鑰匙、3D打印飛機盲盒、3D打印“松山虎”……今年一些高校錄取通知書以3D打印產品的形式驚艷亮相，科技感滿滿，深受學子們喜歡。

3D打印也被稱為增材制造，作為新質生產力，在為中國制造業(yè)高質量發(fā)展注入新動能的同時，也日漸走進我們的生活。

這背后催生了一種新職業(yè)——增材制造設備操作員，即從事增材制造設備安裝、調試、維修和保養(yǎng)，以及生產操作和運行管理的人員。他們如同“魔法師”一樣，能把天馬行空的想象變成一件件產品，賦予材料新“生命”，并應用于航空航天、醫(yī)療、模具、汽車制造，甚至珠寶、藝術創(chuàng)作等領域。

重慶機電增材制造有限公司增材制造設備操作員徐永杰，就是其中一位。

▲重慶機電增材制造有限公司，增材制造設備操作員徐永杰（左）正在進行3D打印。受訪單位供圖

萬物皆可打印
能精確到20微米

走進重慶機電增材制造有限公司，偌大的金屬3D打印車間，沒有傳統(tǒng)鑄造車間焊花四濺場景，也沒有隆隆的設備作業(yè)巨響聲，取而代之的是安靜作業(yè)的3D打印機、線切割機和熱處理設備。

徐永杰緊盯電腦屏，手指輕輕移動鼠標。打印機里，一道激光束跳躍著射向平鋪的粉末。伴隨著細微的“哧哧”聲，根據預先設定的掃描路徑和參數(shù)，激光束在粉末里快速擊射。瞬間，就能看到粉末熔融后形成一個清晰的圖案。

▲增材制造設備操作員正在操作3D打印機。受訪單位供圖

22歲的徐永杰，學的3D打印專業(yè)，已經在該公司工作四年了。

“這是根據客戶需求設計的模型，只需將相關數(shù)據傳輸至打印機上，就能打印出產品。”徐永杰說，他正在打印的是流道狀、用于冷卻模具的噴嘴——高219.5毫米、直徑35毫米。打印機可同時打印16個，每個0.3千克重，用時約72小時。

徐永杰告訴記者，激光束每熔融一層厚度只有0.05毫米，肉眼根本看不到。激光束總共要來來回回熔融4392層金屬粉末，才能完成整個產品打印。當激光束照射到金屬粉末時，其能量會使金屬粉末瞬間升溫至熔點以上，從而使粉末顆粒熔化并相互融合。

“通過建模計算，運用激光把金屬粉末堆積成形。與焊接或者用數(shù)控機床銑削等制造工藝相比，我們做的是‘加法’，所以叫做‘增材制造’�！敝貞c機電增材制造有限公司副總經理段虎明博士表示。

段虎明博士稱，作為交叉學科，增材制造工程技術人員既要懂材料、熱處理、機械加工，還要精通電腦操作，熟悉二維識圖和三維軟件等。

3D打印產品并不簡單。徐永杰稱，初學者最大難點是面對復雜的模型，打印出來的產品可能會出現(xiàn)翹曲，成為次品，“看到三維模型時，先要觀察打印難點在哪，如果鏤空就要在電腦圖案上增加支撐、防止翹邊，有時還需要憑經驗修改打印參數(shù)等�！�

段虎明博士表示，該公司3D打印可以精確到20微米，從復雜精密的機械零件到栩栩如生的產品模型，從夢幻般的建筑原型到個性化的生活用品都能打印，可謂所想即所得、萬物皆可打印。

賦能傳統(tǒng)制造
新材料、高端裝備等應用潛力較大

《經濟學人》雜志認為，3D打印技術將推動第三次工業(yè)革命。

為何這樣說？

3D打印技術突破了傳統(tǒng)制造技術對形狀復雜性和材料復雜性的限制，讓高效制造個性化、定制化、復雜的工業(yè)零部件成為可能，且3D打印具有時間短、成本低、產品輕量化等特點。

段虎明博士以某一火箭發(fā)動機噴嘴為例說明。鎳基合金噴嘴，共涉及248個零件，其中有122個噴嘴，采用傳統(tǒng)鑄造工藝，工序包括鑄造、焊接和鉆空等，且產品質量難以控制。

如采用傳統(tǒng)生產方式，工人要在銅套管中鉆出上千個十字孔，并將銅套管固定到122個噴嘴上，組裝復雜耗時，裝配質量難控制，且其制造時間為3個月，產品更新?lián)Q代需半年左右。若采用3D打印，設計簡化，可將248個零件變?yōu)?個零件打印，大幅減小壁厚，重量減輕25%，打印時間最短35小時，產品換代時間由半年縮短至數(shù)天。

不僅如此，有數(shù)據顯示，同樣是制作新能源車的輕量化車架，傳統(tǒng)方式生產周期40天，若采用3D打印，6天就能交付鋁合金成品鑄件，成本降低30%，砂模精度控制也從±1毫米升至±0.3毫米。

“3D打印在新材料、新能源、高端裝備等領域應用潛力較大，是推動傳統(tǒng)制造業(yè)轉型升級的重要力量�！睒I(yè)內人士表示。

近年來，歐美已用3D打印整體火箭、發(fā)動機等產品，帶動了新興產業(yè)快速發(fā)展。我國3D打印設備產量，近年來保持兩位數(shù)高速增長，今年上半年同比增長51.6%，3D打印產業(yè)集聚態(tài)勢明顯，已基本形成以環(huán)渤海、長三角、珠三角為核心，以中西部部分地區(qū)為紐帶的產業(yè)空間發(fā)展格局。3D打印產品主要集中在工業(yè)機械、航天航空、汽車領域，其次為消費品/電子、醫(yī)療、科研、政府/軍用以及建筑領域。

人才缺口約800萬人
正加快人員梯級化培養(yǎng)

運動鞋、義齒、大型建筑沙盤、3D人像……在重慶機電增材制造有限公司展廳，擺滿了大大小小的3D打印物件，打印的金屬零件工藝精湛、小巧細致，動物模型栩栩如生。

段虎明博士表示，目前，3D打印在傳統(tǒng)工業(yè)領域的滲透率相對較低，處于起步階段，預計未來十年，全球3D打印產業(yè)將處于高速增長期，應用深度和廣度持續(xù)擴展，從簡單的概念模型向功能部件直接制造方向發(fā)展。

為搶抓機遇，該公司正擴大3D打印產品規(guī)模，已著手購進更多激光打印設備和引進更多增材制造工程技術人員，屆時產品打印效率將提高一倍多，產品產能也將翻番。

據了解，重慶3D打印產業(yè)也發(fā)展迅速。圍繞3D打印設備生產、材料供應、軟件及數(shù)據服務的企業(yè)，已經有幾十家，但普遍存在人才缺口。來自國家制造業(yè)信息化培訓中心3D辦數(shù)據顯示，3D應用人才缺口約為800萬人。

值得欣慰的是，隨著人社部將“增材制造工程技術人員”列為新職業(yè)，增材制造工程技術人員培養(yǎng)呈梯級化發(fā)展，除了職業(yè)學校外，現(xiàn)在更多的高校開設了3D打印專業(yè)。

段虎明博士建議，我國應強化戰(zhàn)略人才力量建設，在國家人才培養(yǎng)計劃中單列3D打印類別，多層次引育3D打印技術創(chuàng)新和產業(yè)領軍人才；開設專業(yè)的學校應該在實訓室建設、教學設備、師資培訓方面加大投入，讓學生在校有技能證可考，讓更多天馬行空的想象變成現(xiàn)實�！�