印度增材制造國(guó)家戰(zhàn)略

一年前,，印度電子和信息技術(shù)部(MeitY) 于 2022 年 2 月 24 日宣布了增材制造國(guó)家戰(zhàn)略,。一年后,，來(lái)自Telangana政府和印度理工學(xué)院孟買分校(IITBombay)的研究人員對(duì)此展開(kāi)了見(jiàn)解,，下面請(qǐng)跟隨南極熊一起,，深入了解該戰(zhàn)略以及印度增材制造在工業(yè)市場(chǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀。



Telangana政府工業(yè)和商業(yè)( I&C) 部以及信息技術(shù),、電子和通信 (ITE&C) 部首席秘書 Jayesh Ranjan (IAS)在解釋說(shuō),，“頒布此項(xiàng)國(guó)家戰(zhàn)略，目的是到2025年將印度增材制造市場(chǎng)份額提高到全球市場(chǎng)的 5%,，GDP增加近10億美元,。”

印度3D打印政策概覽
印度政府表示，該戰(zhàn)略旨在體現(xiàn)“印度制造”(Make in India)計(jì)劃和“自力更生的印度”(Atma Nirbhar Bharat Abhiyan)的原則,，這些原則提倡和促進(jìn)通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和轉(zhuǎn)型實(shí)現(xiàn)自力更生,，旨在從未來(lái)的增長(zhǎng)機(jī)會(huì)中激發(fā)最大的經(jīng)濟(jì)利益，同時(shí)最大限度地降低風(fēng)險(xiǎn)并減輕相關(guān)挑戰(zhàn),。

通過(guò)該戰(zhàn)略印度設(shè)想的目標(biāo)是：
●將印度定位為增材制造開(kāi)發(fā)和部署的全球中心,。
●創(chuàng)建和保護(hù)印度 AM 知識(shí)產(chǎn)權(quán)的完整性。
●確保為 AM 行業(yè)創(chuàng)建可持續(xù)的生態(tài)系統(tǒng)以在全球范圍內(nèi)競(jìng)爭(zhēng),。
●鼓勵(lì)印度 AM 轉(zhuǎn)型和驅(qū)動(dòng)能力發(fā)展核心競(jìng)爭(zhēng)力,。
●將印度定位為增材制造的全球創(chuàng)新和研究中心。
●確保 AM為印度國(guó)內(nèi)和出口市場(chǎng)制造最終用戶功能組件,。
●確保采取適當(dāng)措施保護(hù)增材制造技術(shù),。

該戰(zhàn)略的目標(biāo)是：
●鼓勵(lì)整個(gè)價(jià)值鏈中的印度制造，以促進(jìn)“印度制造”(Make in India)計(jì)劃和“自力更生的印度”(Atma Nirbhar Bharat Abhiyan)的原則,。
●增加核心和輔助部件,、機(jī)器、材料和軟件的附加值,。
●通過(guò)發(fā)展本地技能和技術(shù),、擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模等，減少對(duì)進(jìn)口的依賴,。
●鼓勵(lì)全球市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者在印度建立制造增材制造零部件和子組件的全球基地，進(jìn)一步加強(qiáng)印度國(guó)內(nèi)制造生態(tài)系統(tǒng),。
●培育國(guó)內(nèi)增材制造產(chǎn)業(yè),。
●建立一個(gè)“國(guó)家增材制造中心”，通過(guò)持續(xù)吸引所有主要利益相關(guān)者來(lái)利用增材制造轉(zhuǎn)型和推動(dòng)能力,。
●促進(jìn)創(chuàng)新和研究基礎(chǔ)設(shè)施,，以將面向國(guó)內(nèi)和全球市場(chǎng)的基于最終用戶應(yīng)用的工業(yè)增材制造產(chǎn)品商業(yè)化。
●加強(qiáng)印度與全球 AM 組織和創(chuàng)新與研究中心的合作,。
●創(chuàng)建和更新增材制造技術(shù)的創(chuàng)新路線圖,。
●通過(guò)引入提供的政策干預(yù)措施,，促進(jìn)在印度采用 AM 的便利性。
●提高制造能力,，鼓勵(lì)在印度采用外國(guó)技術(shù)進(jìn)行制造,。
●鼓勵(lì)并進(jìn)一步激勵(lì)制造商采用本土技術(shù)，在全國(guó)和全球范圍內(nèi)促進(jìn)可持續(xù)增材制造生態(tài)系統(tǒng),。
●鼓勵(lì)機(jī)器,、材料、增材制造產(chǎn)品和服務(wù)的出口和再出口,，并阻止國(guó)內(nèi)增材制造市場(chǎng)的進(jìn)口,。


△電子和信息技術(shù)部 (MeitY) 標(biāo)志。

印度政府對(duì)增材戰(zhàn)略的洞察
Ranjan 解釋說(shuō),，引入戰(zhàn)略是為了迎合下一代數(shù)字制造并減輕當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)的直接障礙,。他說(shuō)：“印度政府認(rèn)識(shí)到當(dāng)前存在的一系列問(wèn)題，包括供應(yīng)鏈?zhǔn)茏�,、離岸制造業(yè)工作崗位,，在制造業(yè)創(chuàng)新方面不如其他國(guó)家等。增材制造具有通過(guò)數(shù)字流程,、通信,、成像、建筑和工程徹底改變印度制造業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)格局的巨大潛力,�,！�

根據(jù) Ranjan 的說(shuō)法，目前已經(jīng)推出了幾項(xiàng)關(guān)于研發(fā),、技能培訓(xùn),、初創(chuàng)企業(yè)孵化和在印度范圍內(nèi)建立 AM COE 的新舉措。國(guó)家增材制造中心( NCAM) 是印度 AM 的最高機(jī)構(gòu),，已與 Telangana 政府合作在海得拉巴成立,，確保該戰(zhàn)略在全國(guó)范圍內(nèi)實(shí)施并實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略目標(biāo)。Telangana 一直處于該國(guó)創(chuàng)新的前沿,，舉辦 NCAM 是它的另一項(xiàng)優(yōu)勢(shì),，這一舉措能吸引全球AM的關(guān)注點(diǎn)。  此外,，NCAM去年還發(fā)起了“全國(guó)3D打印意識(shí)馬拉松”,，覆蓋了印度6+個(gè)城市，影響了4000+人,。為了提高認(rèn)識(shí),，在全國(guó)范圍內(nèi)定期舉辦多個(gè)國(guó)家研討會(huì)、增材專家講座,、行業(yè)活動(dòng),、技術(shù)講座和教師發(fā)展計(jì)劃,。


△印度的國(guó)家增材制造中心徽標(biāo)。圖片來(lái)自 NCAM,。

Ranjan說(shuō)：“國(guó)防,、航空航天和醫(yī)療行業(yè)將獲得 3D 打印技術(shù)的最大收益。3D 打印總體上非常有利于高價(jià)值和低產(chǎn)量的產(chǎn)品,，非常適合印度的關(guān)鍵戰(zhàn)略部門,。在其他地方，3D 打印已用于建筑目的,。例如,，印度軍隊(duì)啟用了其第一個(gè)兩層樓的 3D 打印住宅單元�,！�

根據(jù) Ranjan 的說(shuō)法,，混凝土 3D 打印是印度下一個(gè)主要發(fā)展的技術(shù)。3D 打印可以通過(guò)減少工作所需的材料來(lái)降低成本,。它還允許更小的工作團(tuán)隊(duì),，并且可以避免因浪費(fèi)材料而產(chǎn)生的成本。3D 打印機(jī)可以連續(xù)打印,，構(gòu)建時(shí)間甚至可達(dá) 24 小時(shí),，自動(dòng)化施工不限公司上班時(shí)間，可通宵運(yùn)行,。通過(guò)3D打印制造的房屋具有更高的強(qiáng)度和耐用性,，這在極端天氣地區(qū)尤為重要，已有項(xiàng)目表明3D打印的房屋可以抵御颶風(fēng)和地震,。  


△NCAM 舉辦的全國(guó)醫(yī)療器械和植入物 3D 打印會(huì)議,。圖片來(lái)自 NCAM。

IIT Bombay 分享其對(duì)該戰(zhàn)略的看法
印度理工學(xué)院孟買分校(IITBombay)的研究者也提供了對(duì)印度增材制造發(fā)展的見(jiàn)解,，該理工學(xué)院在其校園內(nèi)擁有增材制造技術(shù),。Pushkar Kamble 博士以及學(xué)生 Yash Mittal 和 Yogesh Patil 發(fā)表了他們對(duì)該政策的看法，并概述了研究所校園內(nèi)的增材制造技術(shù),。

“這是政府的一項(xiàng)偉大舉措,，不僅是為了提高對(duì) 3D 打印和增材制造的必要認(rèn)識(shí)，也是為了加強(qiáng)和支持各個(gè)國(guó)家研究所和研究實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入這一領(lǐng)域的新研究工作,。3D 打印是未來(lái)的制造,，它將與傳統(tǒng)制造工藝結(jié)合使用。應(yīng)該指出的是,，3D 打印是對(duì)這些現(xiàn)有技術(shù)的補(bǔ)充，而不是與它們競(jìng)爭(zhēng),。”Kamble 博士說(shuō),。

IIT Bombay 的研究人員之前曾嘗試過(guò)冰熔模鑄造,。IIT 孟買的 RM 實(shí)驗(yàn)室自主開(kāi)發(fā)了 ICE 3D 打印機(jī)。Kamble 博士就此分享了一些見(jiàn)解,。他解釋說(shuō),，建筑、制造,、醫(yī)藥,、食品工業(yè)、電子,、制藥和其他行業(yè)都可以從 ICE 3D 打印機(jī)中受益,。此外， ICE 3D 打印工藝可用于生產(chǎn)具有光滑壁和無(wú)縫過(guò)渡的分支結(jié)構(gòu)的小型冰模板,，可用于制造具有內(nèi)部腔體的小型零件,。Ice 3D 打印也是可持續(xù)的，因?yàn)樗�不使用有害材料�?lái)制造模具和其他部件,。


△IIT Bombay 的 ICE 3D 打印機(jī),。圖片來(lái)自印度理工學(xué)院孟買分校。

博士學(xué)生 Gopal Gote 和 Mittal 對(duì)電子束增材制造提出了一些見(jiàn)解,，據(jù)該研究所稱,，這是一項(xiàng)新興技術(shù)�,！霸陔娀�,、激光、超聲波能和摩擦能等其他能源中,，電子束具有掃描速度快,、能效高、多種材料的多功能性以及真空工作環(huán)境帶來(lái)的更好的零件完整性等優(yōu)勢(shì),，這些優(yōu)勢(shì)是其適用于金屬增材制造的原因,。此外，該研究所擁有各種3D打印機(jī),，包括 4 軸 HLM,、Sand 3D 打印機(jī)、Stratasys 的 FDM 打印機(jī)等,�,！�

根據(jù)許多行業(yè)專家和學(xué)術(shù)界的說(shuō)法，3D 打印幫助解決了許多與可持續(xù)性,、更快的周轉(zhuǎn)時(shí)間等相關(guān)的挑戰(zhàn),。Kamble 博士指出3D打印必須克服的挑戰(zhàn)包括：“3D 打印仍處于起步階段，但發(fā)展迅速,。與金屬鑄造（約 1000 年歷史）等其他傳統(tǒng)制造工藝相比,，它相對(duì)較新（約 30 年歷史）,，但正在迅速迎頭趕上。在這個(gè)過(guò)程中,，有很多障礙和挑戰(zhàn)需要克服,。缺乏3D打印意識(shí)、高成本使用,、全球競(jìng)爭(zhēng)和本地資源不可用,、零件質(zhì)量不足（與傳統(tǒng)工藝相比）等都是需要解決的一些挑戰(zhàn)�,！�

實(shí)現(xiàn)成本較低的3D打印需要通過(guò)與行業(yè)和學(xué)術(shù)界的合作進(jìn)行本土化創(chuàng)新,。許多研究人員正在進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)，以彌合傳統(tǒng)制造和快速原型制造之間的差距,，目標(biāo)是在節(jié)省時(shí)間和金錢的同時(shí),，建造出與傳統(tǒng)方法一樣堅(jiān)固的零件。


△IIT 孟買標(biāo)志,。圖片來(lái)自印度理工學(xué)院孟買分校,。

3D打印在印度持續(xù)發(fā)展
●印度的LV Prasad 眼科研究所(LVPEI)、印度理工學(xué)院 (IIT) 海得拉巴和細(xì)胞與分子生物學(xué)中心之前 3D 打印了一個(gè)角膜,，并在動(dòng)物身上進(jìn)行了測(cè)試,。一種由人類供體組織制成的生物墨水被用于將合成材料和無(wú)動(dòng)物殘留物的角膜植入兔子的眼睛中。由于其“完全天然”的基礎(chǔ),，植入物的創(chuàng)造者相信它最終可以“用于人類”,，以幫助治療角膜疤痕和其他可能導(dǎo)致失明的大面積眼部疾病。用于制造這種 3D 打印角膜的生物墨水可以為受傷現(xiàn)場(chǎng)的軍人挽救視力,，以密封角膜穿孔并防止在戰(zhàn)爭(zhēng)相關(guān)傷害期間或在沒(méi)有三級(jí)眼科護(hù)理設(shè)施的偏遠(yuǎn)地區(qū)感染,。


△Pandorum Technologies的液體3D生物角膜


●此外，印度理工學(xué)院(IIT) 焦特布爾的工程師使用定向能量沉積 (DED) 技術(shù)創(chuàng)建了低成本金屬 3D 打印系統(tǒng),。除了激光器和KUKA機(jī)械臂外,，所有其他部件均由 IIT 團(tuán)隊(duì)在印度創(chuàng)造和生產(chǎn)。該項(xiàng)目的主要目標(biāo)是降低印度的金屬3D打印技術(shù)的成本,，同時(shí)增加用戶和使用率,。IIT Jodhpur 的副教授 Ravi KR 博士解釋說(shuō)：“我們的研究結(jié)果表明，如果制造金屬打印機(jī)所需的所有零件都可以在本地制造,，那么金屬 3D 打印機(jī)的成本可以降低兩倍至三次,。”

●位于班加羅爾的INTECH Additive Solutions是印度金屬 3D 打印領(lǐng)域的先驅(qū),，擁有最廣泛的商業(yè)設(shè)施,。INTECH 開(kāi)發(fā)了名為 OptoMet 的軟件，用于開(kāi)發(fā)新參數(shù)和合金。他們還開(kāi)發(fā)了名為 AMBuilder 的工藝軟件,，以更低的成本制造高質(zhì)量的零件,，并且對(duì)用戶友好,。還在“印度制造”計(jì)劃下成功設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)了印度第一臺(tái)金屬打印機(jī),。同時(shí)，INTECH 還開(kāi)設(shè)了一個(gè)數(shù)字學(xué)院,，為行業(yè),、學(xué)術(shù)界和研發(fā)組織提供培訓(xùn)。增材制造設(shè)計(jì) (DfAM) 是數(shù)字學(xué)院活動(dòng)的一部分,，使客戶能夠識(shí)別增材制造的設(shè)計(jì)和重新設(shè)計(jì)零件,，它還宣布推出其第二代 iFusion150，iFusion SF1 金屬 3D 打印機(jī)的后繼產(chǎn)品,。


△iFusion150 3D 打印機(jī),。圖片來(lái)自 INTECH Additive Solutions。

●位于班加羅爾的初創(chuàng)公司Prayasta推出了Silimac P250 3D 打印機(jī),，專為“植入級(jí)”彈性體（特別是硅膠）設(shè)計(jì),，用于制造個(gè)性化的軟組織植入物和假體。據(jù)該公司稱,，這是一款工業(yè)級(jí)機(jī)器,，可以長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)可靠地運(yùn)行。Silimac 制備的3D打印植入物不僅可以在形狀,、尺寸和輪廓方面進(jìn)行定制,，還可以在重量、手感,、觸感和剛度方面進(jìn)行定制,，該公司稱之為“完整的解決方案”。Prayasta 的首席技術(shù)官兼聯(lián)合創(chuàng)始人 Vikas Garg 表示：“3D 打印機(jī) Silimac P250 經(jīng)過(guò)研發(fā)人員的精心設(shè)計(jì),，可保持打印環(huán)境和材料的無(wú)菌性,，制造出的產(chǎn)品適合醫(yī)療應(yīng)用和長(zhǎng)期植入的需求�,！�


△Silimac P250 植入級(jí) 3D 打印機(jī),。 圖片來(lái)自 Prayasta。