厚積薄發(fā) 推進增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展 ——專訪楊永強教授

來源：廣東省增材制造協(xié)會

導(dǎo)讀：廣東科技雜志記者曾經(jīng)多次采訪廣東省增材制造協(xié)會會長,、華南理工大學教授楊永強,，撰寫了《廣東搶占3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展先機——中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副理事長、華南理工大學楊永強教授專訪》《華南理工大學：金屬3D打印技術(shù)領(lǐng)域的翹楚》和《楊永強：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,，闡明了楊永強教授對廣東進一步推進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；報道了華南理工大學在金屬3D打印技術(shù)的研發(fā)以及在生物醫(yī)學領(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,，廣東科技雜志記者再次邀請楊永強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)會的工作及進一步推動增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的建議；同時,，作為我國金屬增材制造領(lǐng)域的重要專家,、學者，楊永強教授還介紹了金屬增材制造的應(yīng)用及發(fā)展趨勢,。

楊永強博士

談?wù)�策：實實在在推進產(chǎn)業(yè)發(fā)展

《廣東科技》：請您談?wù)�,，近幾年，國家和廣東出臺哪些政策有力支撐和推動增材制造（3D打�,。┊a(chǎn)業(yè)發(fā)展,？

楊永強：在我國，從國家有關(guān)部委到地方政府,，都對3D打印產(chǎn)業(yè)給予很多政策和項目的支持,。在國家層面，基于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的出發(fā)點,，近年來,，工信部、科技部,、國家發(fā)改委等12個部委發(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)展推進計劃（2015－2016年）》與《增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃(2017－2020年)》，在這兩個發(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,，支持了很多項目；于2018－2020年度又參照科技部的重點研發(fā)計劃,，投入大筆資金支持并制訂了激光和增材制造的重點研發(fā)計劃,。

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

這些政策吸引了大量的社會資金投入到3D打印行業(yè),，促進了產(chǎn)業(yè)的繁榮發(fā)展,。在這些政策、資金的支持下,，國家級,、省市級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。相信在各級各方的重視下,，增材制造（3D打�,。┯兄�非常光明的前景��

《廣東科技》：請您介紹廣東省增材制造（3D打�,。┊a(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖實施意義,。

楊永強：2017年發(fā)布的廣東省增材制造（3D打印）產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖（以下簡稱路線圖）對于廣東增材制造（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)儲備和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方面與國際先進水平相比還存在一些差距,，在政策引導(dǎo),、產(chǎn)業(yè)規(guī)模、標準體系,、關(guān)鍵技術(shù)和人才等方面都亟待突破,。我們經(jīng)過兩年的時間撰寫，先后在廣東省各個領(lǐng)域的企業(yè)與研究機構(gòu)進行調(diào)研,，同時也借鑒了國內(nèi)外相關(guān)路線圖的經(jīng)驗,。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打印）產(chǎn)業(yè)的總體戰(zhàn)略目標,，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,，對原材料生產(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：加快區(qū)域產(chǎn)業(yè)化與市場化進程

《廣東科技》：作為廣東省增材制造協(xié)會會長,，請您介紹一下協(xié)會基本情況,。

楊永強：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（以下簡稱協(xié)會）,，在廣東省經(jīng)濟和信息化委員會,、廣東省科學技術(shù)廳、廣東省發(fā)展和改革委員會的指導(dǎo)下,，在廣東省社會組織管理局的管理下,，于2016年4月28日召開成立大會暨第一屆第一次委員大會，在2016年8月18日,，經(jīng)廣東省民政廳批準正式成立,。

協(xié)會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)知識及技能培訓，完善3D打印技術(shù)研發(fā)人才培養(yǎng)體系等工作,。

《廣東科技》：廣東省增材制造協(xié)會提供的服務(wù)有哪些,？

楊永強：協(xié)會緊密團結(jié)會員單位，積極搭建公共服務(wù)平臺,，開展國際交流與合作,，成為吸引人才和技術(shù)資源的強大“磁場”。協(xié)會為會員提供如下服務(wù)：通過信息宣傳平臺與窗口,，提高會員單位知名度,；參與制定行業(yè)標準和規(guī)范，推進行業(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)申請相關(guān)項目獎勵或扶持,；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，在國際增材制造行業(yè)發(fā)揮積極作用,；承擔政府相關(guān)部門或會員單位委托的相關(guān)事項,。

談體會：認準一個方向堅持不懈

《廣東科技》：如何進一步推動增材制造（3D打印）產(chǎn)業(yè)發(fā)展,，請談?wù)勀�的�?jīng)驗及建議,。

楊永強：我認為，對一種新的技術(shù)進行一些創(chuàng)新的開發(fā)其實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,，我就進入了激光領(lǐng)域，在相當長的時間里,，這個行業(yè)并沒有做起來,，在接觸激光3D打印技術(shù)后，覺得這會是未來一個很有潛力的發(fā)展方向,，便從激光行業(yè)轉(zhuǎn)到了增材制造技術(shù)上來,，也算是比較早進入增材制造領(lǐng)域的。

第二,，持續(xù)地堅持,。我在這個行業(yè)里曾經(jīng)坐了10年冷板凳。就是剛剛開始金屬3D打印研究的時候,，大家對此相當陌生,，都覺得這是很好的技術(shù)，但當我們進行技術(shù)推廣的時候,，就會遇到很多的困難,，比如，產(chǎn)品的尺寸精度不夠,、強度不行等等缺點常被人詬病,。面對挫折，需要保持耐心,，認準一個方向后,，堅持不懈,，幾年、幾十年……投入大量的精力去堅持�,，F(xiàn)在,，我們?nèi)A南理工大學團隊在這個領(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識這項技術(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產(chǎn)生什么社會效益，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南理工大學一直堅持這個理念，并取得了可喜的成果,。

對進一步推動廣東省增材制造（3D打�,。┊a(chǎn)業(yè)發(fā)展的建議主要有兩點：一是建議在政策方面對3D打印產(chǎn)品給予補貼優(yōu)惠政策，帶動3D打印技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,就像政府補貼新能源汽車一樣,。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,，會對企業(yè)甚至整個行業(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

《廣東科技》：請您談?wù)劷饘僭霾闹圃斓膽?yīng)用及發(fā)展趨勢。

楊永強：金屬增材制造（3D打�,。┍环Q為“增材制造（3D打�,。┗使谏系拿髦椤保�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,，目前熱點領(lǐng)域主要有三個：第一個是航空航天領(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,、地方還有整個行業(yè)的高度重視。當然,，先獲取醫(yī)療許可證,，是這一領(lǐng)域尚需解決的一個約束瓶頸。

第三個是工業(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，它的競爭對手計算機數(shù)據(jù)（CNC）技術(shù)比較成熟,，很多工業(yè)模具用CNC機床就可以做出來,，對比之下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)勢會凸顯,。隨著以功能需要為導(dǎo)向的3D打印越來越被認可，當3D打印達到最佳的性價比時,，未來3D打印在工業(yè)模具領(lǐng)域會有非常大的發(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個問題：一是尺寸小，無法滿足市場對大尺寸的需求,，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月的時間,，如果在打印期間出現(xiàn)狀況,，整個零件就會報廢，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)展的一個非常大的問題,。所以，如何提高效率,，是這個行業(yè)必須要解決的問題,。四是一種機器只能用一種材料打印。但是實際上,，一個零件里可能會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于大型零部件的需求,；進一步提升成型效率、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,，要出臺比較完善的檢測系統(tǒng)和制造標準,，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)濟效益,。

【人物簡介】

楊永強，華南理工大學教授,、博士生導(dǎo)師,。歷任華南理工大學焊接研究所所長，機械電子工程系主任,，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)會會長、中國3D打印產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟副理事長,、中國機械工程學會特種加工分會常務(wù)理事,、中國機械工程學會生物制造分會理事、廣東省3D打印標準化委員會主任,、廣東省激光協(xié)會監(jiān)事長等,。在增材制造領(lǐng)域率先提出并實施“制造改變設(shè)計”的理念，當選為中國機械工程學會增材制造分會常務(wù)理事兼增材制造設(shè)計專委會主任,。楊永強教授長期從事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年以來承擔包括科技部國際合作項目、國家自然科學基金,、廣東省重點研發(fā)計劃和重大專項等項目60余項,。發(fā)表有關(guān)學術(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。