對(duì)話學(xué)界大咖楊永強(qiáng)：突破技術(shù)瓶頸后， 3D打印將迎消費(fèi)新增長(zhǎng)級(jí)

來(lái)源: 南方都市報(bào)

導(dǎo)讀：最新市場(chǎng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,，增材制造技術(shù)（3D打�,。┦墙�年��(lái)迅速發(fā)展的激光技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重要領(lǐng)域,。其中,，廣東省增材制造產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴(kuò)張迅速，2015年僅為20億元,，2019年已達(dá)到60億元,，年均增長(zhǎng)31.6%，市場(chǎng)上擁有約400家企業(yè),，接近全國(guó)一半,。

2020年9月，廣東省科技廳牽頭省發(fā)改委,、省工信廳等5部門編制印發(fā)了《廣東省培育激光與增材制造戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集群行動(dòng)計(jì)劃（2021-2025年）》）,，“激光與增材制造”產(chǎn)業(yè)成為廣東省重點(diǎn)培育發(fā)展的十大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集群之一，廣東的激光與增材制造產(chǎn)業(yè)隨之迎來(lái)首個(gè)省級(jí)層面的專題支持政策,。

當(dāng)前,，這一產(chǎn)業(yè)還有哪些“卡脖子”環(huán)節(jié)需要?jiǎng)?chuàng)新突破,？如何形成技術(shù)和應(yīng)用的規(guī)范,？面向普通消費(fèi)者的3D打印市場(chǎng)情況如何？日前,，南都科創(chuàng)記者就以上問(wèn)題對(duì)華南理工大學(xué)教授,、博士生導(dǎo)師楊永強(qiáng)進(jìn)行了訪談。

△楊永強(qiáng)教授

人物介紹：楊永強(qiáng)是華南理工大學(xué)增材制造實(shí)驗(yàn)室的負(fù)責(zé)人,，該實(shí)驗(yàn)室自2002年以來(lái),，一直從事金屬零件增材制造技術(shù)研究,，是我國(guó)最早系統(tǒng)開(kāi)展SLM（激光選區(qū)熔化）成形技術(shù)的研究單位。楊永強(qiáng)同時(shí)也擔(dān)任中國(guó)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,、中國(guó)3D打印技術(shù)聯(lián)盟副理事長(zhǎng)以及廣東省增材制造（3D打�,。﹨f(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)等。

問(wèn)：由您牽頭的華南理工大學(xué)增材制造實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在哪些領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了技術(shù)落地應(yīng)用,？

楊永強(qiáng)：華南理工大學(xué)的金屬3D打印從2002年開(kāi)始起步,，金屬3D打印，尤其是鋪粉式,，精度高,，技術(shù)難度也比較大。在國(guó)內(nèi)這個(gè)領(lǐng)域中,，我們是做得最早的團(tuán)隊(duì),，2004年就研發(fā)出了國(guó)內(nèi)第一臺(tái)激光選區(qū)熔化快速成型機(jī)，2007年實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化,。十幾年來(lái),，我們?cè)谝韵聨讉�(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，或者說(shuō)是應(yīng)用落地,。

第一是設(shè)備方面,，我們實(shí)現(xiàn)了激光選區(qū)融化設(shè)備集成產(chǎn)業(yè)板設(shè)備的系列化生產(chǎn)，面向不同的應(yīng)用的場(chǎng)景推出專業(yè)機(jī)型,，從成型尺寸最小的50×50毫米到650×650毫米,，大概有五六個(gè)不同的機(jī)型。

第二是醫(yī)療領(lǐng)域,，我們?cè)卺t(yī)學(xué)領(lǐng)域里面有兩個(gè)標(biāo)志性的應(yīng)用產(chǎn)品都已經(jīng)投向了市場(chǎng)和應(yīng)用,。第一個(gè)是舌側(cè)正畸托槽個(gè)性化定制的項(xiàng)目，在美國(guó)和德國(guó)都申請(qǐng)了專利,；第二個(gè)是膝關(guān)節(jié)領(lǐng)域的應(yīng)用,，我們和北京大學(xué)第三附屬醫(yī)院合作了幾個(gè)科研項(xiàng)目，產(chǎn)生了20多項(xiàng)發(fā)明專利,，不僅有專利,，還有從專用設(shè)備研發(fā)、產(chǎn)品研發(fā)到臨床的驗(yàn)證,，取得了比較好的臨床效果,。這兩個(gè)產(chǎn)品已經(jīng)分別取得了二類和三類醫(yī)療許可證。除此之外,，我們?cè)卺t(yī)學(xué)領(lǐng)域也做了很多科研探索,，一些產(chǎn)品還處于科研驗(yàn)證階段。

第三是航空航天、模具,、科研等領(lǐng)域的應(yīng)用,。我們針對(duì)不同的新興領(lǐng)域做了很多相關(guān)硬件，對(duì)不銹鋼,、鈦合金,、鈷鉻合金、銅合金,、純鉭,、純鎢等材料做了大量的工藝實(shí)驗(yàn)。目前有大約十幾臺(tái)設(shè)備服務(wù)于這類行業(yè),。

問(wèn)：在增材制造行業(yè),，您已深耕了十余年，您認(rèn)為目前這一領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化的情況如何,？

楊永強(qiáng)：從2002年到2012年,，這整整10年的時(shí)間里，大家對(duì)3D打印不熟悉,，或者是說(shuō)這個(gè)技術(shù)沒(méi)有完全成熟,，應(yīng)用方面受到很多限制。2012年以后,，全世界對(duì)3D打印都非常重視,。

在我國(guó)，從國(guó)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,。國(guó)家層面，工信部,、科技部,、國(guó)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,，上升到國(guó)家戰(zhàn)略,，3D打印由此迎來(lái)發(fā)展的春天。

實(shí)際上我是非�,？春眠@個(gè)領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化前景,。技術(shù)水平方面，3D打印融合了最新的激光技術(shù),、材料技術(shù),、自動(dòng)化技術(shù)、軟件技術(shù)等,，已經(jīng)成為先進(jìn)制造技術(shù)的典型代表,，應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，從航空航天,、生物醫(yī)學(xué),、時(shí)尚珠寶到工業(yè)模具、汽車甚至造船行業(yè)等都對(duì)3D打印都巨大需求,，這給國(guó)民經(jīng)濟(jì)和工業(yè)發(fā)展帶來(lái)了革命性的影響,。

但是，3D打印作為制造技術(shù)中的新分支,，產(chǎn)生的時(shí)間并不長(zhǎng),，只有大約30多年的歷史。因此,，技術(shù)的普及率還不夠,，很多行業(yè)想不到可以使用這一技術(shù)。我們都知道,，新技術(shù)的發(fā)展,，尤其是制造技術(shù)，往往會(huì)受到應(yīng)用的牽動(dòng),。由于行業(yè)應(yīng)用尚沒(méi)有完全興起,，3D打印的發(fā)展規(guī)模還不是很大。不過(guò),，我認(rèn)為,，隨著國(guó)家制造業(yè)水平和人民生活水平的提高，對(duì)工業(yè)產(chǎn)品和醫(yī)療產(chǎn)品會(huì)有更加個(gè)性化和更深層次的需求,，這是3D打印加快發(fā)展的契機(jī),。

廣東在3D打印的技術(shù)研發(fā)和市場(chǎng)開(kāi)拓方面具有很強(qiáng)實(shí)力

問(wèn)：您剛才提到，3D打印已經(jīng)成為先進(jìn)制造技術(shù)的典型代表,，您認(rèn)為廣東在這一領(lǐng)域的創(chuàng)新基礎(chǔ)如何,？

楊永強(qiáng)：無(wú)論是人才團(tuán)隊(duì)、技術(shù)基礎(chǔ)還是市場(chǎng)需求,，廣東都有很強(qiáng)的積累,。從人才角度看，我們應(yīng)該是國(guó)內(nèi)最早做金屬3D打印的團(tuán)隊(duì),，雖然坐了10年的“冷板凳”,，但是也積累了很多專利和研究成果。

這意味著什么,？也就是說(shuō),，在2002年到2012年這段時(shí)間里,，國(guó)內(nèi)從事金屬3D打印的團(tuán)隊(duì)以我們?yōu)橹鳎�而且形成的專利論文大部分都是我們團(tuán)隊(duì)在做的工作,，因此我們?cè)谶@方面的基礎(chǔ)是非常好的,。在這10年中我們也跟很多的企業(yè)合作過(guò)，包括廣東,、北京等地,。因此，現(xiàn)在市面上很多企業(yè)的技術(shù)源頭是和我們有關(guān)聯(lián)的,。

受惠于政策,，這些年廣東也引進(jìn)了這一領(lǐng)域的高水平研究團(tuán)隊(duì)，如西南交通大學(xué),、哈爾濱工業(yè)大學(xué)和北方的很多高校都在廣東建立了聯(lián)合研究院或者研究生院,，還有一些非常好的企業(yè)研究單位也在廣州建立了分支機(jī)構(gòu)。

除此之外,，廣東非常注重應(yīng)用,，尤其是在科技的布局和規(guī)劃方面，對(duì)應(yīng)用基礎(chǔ)研究投入了大量經(jīng)費(fèi),。在2014年到2017年這幾年間,，廣東省專門實(shí)施了增材制造的重大專項(xiàng)，這幾年也在持續(xù)支持,。并且,，廣東作為制造大省，有著廣泛的產(chǎn)業(yè)需求,，可以較好地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)需求帶動(dòng)科研發(fā)展,。因此，放眼全國(guó),，廣東在3D打印領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)和市場(chǎng)開(kāi)拓方面都有很強(qiáng)的實(shí)力,。

問(wèn)：廣東在2020年出臺(tái)了培育“雙十”戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集群行動(dòng)計(jì)劃，其中就包含激光與增材制造,。您認(rèn)為這一計(jì)劃對(duì)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展有哪些重要意義,？

楊永強(qiáng)：過(guò)去廣東省科技廳是通過(guò)重大專項(xiàng)支持增材制造，后來(lái)按照國(guó)家科技部戰(zhàn)略布局,，結(jié)合廣東省實(shí)際的產(chǎn)業(yè)情況,，把激光和增材制造放在一起，叫激光和增材制造,。這個(gè)產(chǎn)業(yè)是一個(gè)朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè),，發(fā)展速度非常快,。

但是以前分散得比較厲害,，各自為戰(zhàn),，或者是說(shuō)遍地開(kāi)花，形成不了合力,。這種明確的新興產(chǎn)業(yè)行動(dòng)計(jì)劃出臺(tái)以后,，會(huì)引導(dǎo)、推動(dòng)增材制造行業(yè)邁向新的臺(tái)階,。而且行動(dòng)計(jì)劃是經(jīng)過(guò)全國(guó)相關(guān)領(lǐng)域的專家經(jīng)過(guò)充分的討論和研究以后提出來(lái)的,，它符合國(guó)家發(fā)展的政策和廣東省的實(shí)際情況,，可以引導(dǎo)這個(gè)行業(yè)向更高端以及大規(guī)模批量應(yīng)用的方向發(fā)展,，也能吸引研究團(tuán)隊(duì)和社會(huì)資金的注入，形成聚集作用,。

3D打印各領(lǐng)域要逐漸形成團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn),、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等

問(wèn)：在增材制造行業(yè)，您認(rèn)為還有哪些“卡脖子”環(huán)節(jié)需要?jiǎng)?chuàng)新突破,？

楊永強(qiáng)：在高端產(chǎn)品以及一些關(guān)鍵零部件方面確實(shí)存在一些“卡脖子”的問(wèn)題,，比如高端的激光器、光學(xué)振鏡等,，還比較依賴于國(guó)外技術(shù),。但是，這幾年來(lái)政府和企業(yè)都加大了對(duì)這一領(lǐng)域的研究布局,，比如廣東省科技廳從2018年就開(kāi)始支持光學(xué)元器件的重點(diǎn)研發(fā),，現(xiàn)在市場(chǎng)上涌現(xiàn)出了一些質(zhì)量不錯(cuò)的國(guó)產(chǎn)替代品，在不久的將來(lái),，我們很有可能會(huì)趕超國(guó)外水平,。

問(wèn)：在您看來(lái)，3D打印在逐漸向生物或公共設(shè)備領(lǐng)域融合應(yīng)用的過(guò)程中,，如何形成技術(shù)和應(yīng)用的規(guī)范,？

楊永強(qiáng)：一要遵循醫(yī)療許可證規(guī)定。在醫(yī)學(xué)上,，不管是什么樣的新技術(shù),，首先要遵守相關(guān)醫(yī)療產(chǎn)品的要求，拿到醫(yī)療許可證,。

其次是標(biāo)準(zhǔn)的制定,。各領(lǐng)域的應(yīng)用要逐漸地形成團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),，讓3D打印的產(chǎn)品有法可依，有標(biāo)準(zhǔn)可以參照,，這對(duì)行業(yè)的健康發(fā)展是非常有意義的,。

問(wèn)：您認(rèn)為面向普通消費(fèi)者的3D打印能否在短期內(nèi)迎來(lái)更大的普及發(fā)展,？

楊永強(qiáng)：3D打印的分類很多，從材料來(lái)看不僅僅只有金屬,，也有很多生物方面的,，還有一些像高分子材料、塑料,、尼龍甚至沙子等,，都可以打印。目前面向普通消費(fèi)者的3D打印,，更多地是做一些創(chuàng)新的設(shè)計(jì)驗(yàn)證,。

比如，在國(guó)外有很多發(fā)燒友,、創(chuàng)客,，愿意用3D打印來(lái)制造他們?cè)O(shè)計(jì)的東西。這樣的3D打印產(chǎn)品我們叫桌面機(jī),，它本身的設(shè)備價(jià)格已經(jīng)非常低了,，和普通的打印機(jī)價(jià)格差不多，甚至更便宜,，辦公室或普通家庭花幾千塊錢就可以買一套,。

可以明顯地看到，3D打印已經(jīng)逐漸走下神壇,、走入民間了,。雖然從國(guó)內(nèi)來(lái)看，消費(fèi)市場(chǎng)的占有率還不是很大,，但我相信隨著這一技術(shù)的廣泛普及以及更多年輕人的關(guān)注,，需求量會(huì)越來(lái)越大，成本也會(huì)更加低廉,，未來(lái)這一消費(fèi)級(jí)的市場(chǎng)是非常有潛力的,。

當(dāng)然，這其中還需要突破一些技術(shù)瓶頸,。比如激光,、激光器、軟件系統(tǒng)等的大規(guī)模國(guó)產(chǎn)化,，目前這方面的高端產(chǎn)品我們還需要依賴進(jìn)口,，另外我們也還需要突破國(guó)外知識(shí)產(chǎn)權(quán)的限制。把這些問(wèn)題克服后,，這個(gè)市場(chǎng)會(huì)迎來(lái)爆發(fā)性增長(zhǎng),。