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(chǎn)品的形式驚艷亮相，科技感滿滿,，深受學(xué)子們喜歡,。

3D打印也被稱為增材制造，作為新質(zhì)生產(chǎn)力,，在為中國制造業(yè)高質(zhì)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(shè)備操作員,，即從事增材制造設(shè)備安裝,、調(diào)試、維修和保養(yǎng),，以及生產(chǎn)操作和運行管理的人員,。他們?nèi)缤�“魔法師”一樣，能把天馬行空的想象變成一件件產(chǎn)品,，賦予材料新“生命”,，并應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療,、模具,、汽車制造，甚至珠寶,、藝術(shù)創(chuàng)作等領(lǐng)域,。

重慶機電增材制造有限公司增材制造設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(jù)預(yù)先設(shè)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(shè)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(xué)的3D打印專業(yè),，已經(jīng)在該公司工作四年了。

“這是根據(jù)客戶需求設(shè)計的模型,，只需將相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸至打印機上,，就能打印出產(chǎn)品�,！毙煊澜苷f,，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(chǎn)品打印,。當(dāng)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(jīng)理段虎明博士表示,。

段虎明博士稱,，作為交叉學(xué)科，增材制造工程技術(shù)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(chǎn)品并不簡單,。徐永杰稱,，初學(xué)者最大難點是面對復(fù)雜的模型，打印出來的產(chǎn)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(jīng)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(fù)雜精密的機械零件到栩栩如生的產(chǎn)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(yīng)用潛力較大

《經(jīng)濟學(xué)人》雜志認為,，3D打印技術(shù)將推動第三次工業(yè)革命,。

為何這樣說？

3D打印技術(shù)突破了傳統(tǒng)制造技術(shù)對形狀復(fù)雜性和材料復(fù)雜性的限制,，讓高效制造個性化,、定制化、復(fù)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(chǎn)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(chǎn)品質(zhì)量難以控制,。

如采用傳統(tǒng)生產(chǎn)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(fù)雜耗時，裝配質(zhì)量難控制,，且其制造時間為3個月,，產(chǎn)品更新?lián)Q代需半年左右。若采用3D打印,，設(shè)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(chǎn)品換代時間由半年縮短至數(shù)天,。

不僅如此,，有數(shù)據(jù)顯示，同樣是制作新能源車的輕量化車架,，傳統(tǒng)方式生產(chǎn)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(lǐng)域應(yīng)用潛力較大，是推動傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要力量,�,！睒I(yè)內(nèi)人士表示。

近年來,，歐美已用3D打印整體火箭,、發(fā)動機等產(chǎn)品，帶動了新興產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,。我國3D打印設(shè)備產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)業(yè)空間發(fā)展格局,。3D打印產(chǎn)品主要集中在工業(yè)機械、航天航空,、汽車領(lǐng)域,，其次為消費品/電子、醫(yī)療,、科研,、政府/軍用以及建筑領(lǐng)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(lǐng)域的滲透率相對較低，處于起步階段,，預(yù)計未來十年,，全球3D打印產(chǎn)業(yè)將處于高速增長期，應(yīng)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(chǎn)品規(guī)模,，已著手購進更多激光打印設(shè)備和引進更多增材制造工程技術(shù)人員,，屆時產(chǎn)品打印效率將提高一倍多，產(chǎn)品產(chǎn)能也將翻番,。

據(jù)了解,，重慶3D打印產(chǎn)業(yè)也發(fā)展迅速。圍繞3D打印設(shè)備生產(chǎn),、材料供應(yīng),、軟件及數(shù)據(jù)服務(wù)的企業(yè)，已經(jīng)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(xùn)中心3D辦數(shù)據(jù)顯示,，3D應(yīng)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(shù)人員”列為新職業(yè),，增材制造工程技術(shù)人員培養(yǎng)呈梯級化發(fā)展，除了職業(yè)學(xué)校外,，現(xiàn)在更多的高校開設(shè)了3D打印專業(yè),。

段虎明博士建議，我國應(yīng)強化戰(zhàn)略人才力量建設(shè),，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(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍人才；開設(shè)專業(yè)的學(xué)校應(yīng)該在實訓(xùn)室建設(shè),、教學(xué)設(shè)備,、師資培訓(xùn)方面加大投入，讓學(xué)生在校有技能證可考,，讓更多天馬行空的想象變成現(xiàn)實,。‘