張麗娟：增材制造技術(shù)發(fā)展動態(tài),，德國Fromnext2024觀展分享

在2024增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇暨增材制造產(chǎn)業(yè)年會論壇上,，山東理工大學(xué)教授、國家級特聘專家張麗娟女士,，做了“增材制造技術(shù)發(fā)展動態(tài) ---2024 年Formnext Exhibition 觀展分享”報告,。




張麗娟：大家下午好，今天特別開心非常榮幸參加咱們年會的盛典,，同時上午我也被榮幸的增補(bǔ)為咱們專家委員會的委員,。在這里表態(tài)一下,，我會盡最大努力協(xié)助聯(lián)盟、行業(yè)的朋友們做更多的工作,。

今天其實(shí)不叫演講主題,，因?yàn)樯蟼�月正好是現(xiàn)在這個時間，去法蘭克福參加了Formnext Exhibition的展會,，我相信在座咱們也有很多朋友和企業(yè)家朋友去參展和觀展,，還是大多數(shù)沒有去過，我就把我看到的和我看這個過程中的一些感想和大家回顧一下,。

我先說一下我自己,，介紹是山東理工大學(xué)增材制造研究院的執(zhí)行院長，同時我還有一個另外一個崗位,，是在東莞理工學(xué)院3D打印與智能制造中心擔(dān)任首席科學(xué)家,，所以我有兩個3D打印的團(tuán)隊，在工作,。

首先給大家說一下Formnext Exhibition這個展會,，這個展會原先過去的全稱叫作法蘭克福國際精密成型及3D打印制造展覽會，目前全球最大的也是最重要的3D打印和增材制造相關(guān)的展會,。咱們國家也是非常重視,，這個現(xiàn)在已經(jīng)有中國版的了，大家知道在深圳我們也有一個Formnext Exhibition,，但是我們的這些國內(nèi)的重要企業(yè)也還是會去法蘭克福展示自己的成果,。

今年的展會就是19日-22日4天的時間，我全天4天都參加了,。但是在2018年我是第一次參加這個,，我是2017年回國，2018年第一次參加,，到現(xiàn)在為止去了4次,。所以對這個展會有一些了解，去的目的其實(shí)也沒有我自己的技術(shù),，也沒有我的產(chǎn)品,，但是因?yàn)槲腋氵@個方面的研究，所以特別希望更加直觀,、近距離了解這個行業(yè),，和開發(fā)者、使用者和研究者近距離交流,，同時爭取尋找一些合作的可能性,。

這個數(shù)量上，這個不是我數(shù)的，這個是咱們Formnext Exhibition小冊子里面給的數(shù)據(jù),，今年是有860家展商,，其中中國展商100-110之間，因?yàn)榭赡苡袥]去的,。這個是法蘭克福展覽中心的外觀,，F(xiàn)ormnext Exhibition是他的展會是在11日和12日兩個展廳展開的。

我就開始給大家相當(dāng)于直播一下,，我照了很多照片，錄了很多視頻,，挑和大家更相關(guān)和我自己更感興趣的和大家分享一下,。

這個是美國的，是實(shí)際上原來公司改名了,，他這個作為一個龍頭企業(yè),，3D打印的應(yīng)用企業(yè)，但是現(xiàn)在也轉(zhuǎn)成了服務(wù)企業(yè),，全產(chǎn)業(yè)鏈的,，從材料到裝備、技術(shù)服務(wù)不僅服務(wù)第一公司,，服務(wù)全球的,，只要可以相關(guān)的，包括醫(yī)療等等的,。

那么我比較關(guān)注一個新的技術(shù)的發(fā)布就是把黏結(jié)劑噴射成型也納入了他們這個主流的打印工藝,，這個打印工藝就是黏結(jié)劑噴射，但是打金屬材料,，所以他成熟現(xiàn)在商業(yè)化了這個裝備,，而且打印的部件也已經(jīng)在產(chǎn)品上得到應(yīng)用了。

另外我關(guān)注的因?yàn)槲矣羞@方面的項(xiàng)目,，大家知道WAAM增材制造,，那么這個就是我現(xiàn)在展示的這個片子就是英國一家大學(xué)，這個是電弧熔絲增材制造的鼻祖,，他們團(tuán)隊展示的孵化出來的一個新成果,，他叫WAAM3D，大家看這個規(guī)模,、尺寸就是打印出來的件已經(jīng)非常大了,，但是其實(shí)這個大小是設(shè)備上的問題，那么現(xiàn)在開發(fā)出雙絲的裝備,，也就是說是多材料打印了,，那么這個多材料打印幾年前就已經(jīng)成為預(yù)測的方向，但是現(xiàn)在他們已經(jīng)開始實(shí)施了。

這邊展示的設(shè)備就是雙絲的設(shè)備,。這個又是另外一個多材料的,，鋼和銅的，這個是Fraunhofer他們聯(lián)合開發(fā)的,，能做出來這個多材料的,，這個多材料打成大的同時又可以打出右邊這個圖的芯片，非常小,，大的小的都可以打成多材料的,，這個也是很值得關(guān)注的。

EOS除了聚合物這塊搞了面曝光的新的裝備,，但是金屬材料方面,，打印機(jī)沒有什么新的突破，但是在一些智能化過程監(jiān)測上做了一些工作,，比如說粉末床的鋪粉質(zhì)量,，高速相機(jī)可以形成閉環(huán)這樣了，重新鋪粉這樣,。所以沒有什么在裝備上的一些特殊的,，但是打印的件這邊有銅合金的，大家知道這個不太好打,。

材料方面關(guān)注到英國焊接材料,，配合多材料打印做出了絲絲結(jié)合和絲粉結(jié)合，絲絲結(jié)合就是一個絲包著另外一個絲,，絲帶著一個芯,，比如說鋼里面包了銅，或者銅里面包了其他的東西,，這個就是復(fù)合合金這樣的最后形成這樣一個結(jié)構(gòu),。然后絲粉比如說想用什么粉強(qiáng)化我這個材料，粉包在絲里面,，這個也商業(yè)化了,。這個是西門子的了，他我不知道這個視頻可以不可以放,，多功能一體化是有4個功能,，第一個功能左邊這個圖他在增材制造，然后增材制造之后就減材,，然后精準(zhǔn)測量,，精準(zhǔn)測量之后再返回，多次精準(zhǔn)測量,，所以測量精度是5微米級可以達(dá)到,。

在這個同一個工藝上還可以再做圖層,，右邊這個圖現(xiàn)在在減材，然后再測量,，然后再測量,，全都測量完之后再減材，減到需要的尺寸,，然后一會就開始做圖層了,，增材、減材,，測量再減材,，多功能一體化的裝備，這個主要體現(xiàn)在是控制精準(zhǔn)度上,，裝備控制精準(zhǔn)度上,。

這個是我遇到了咱們中科煜辰，邢總經(jīng)理,，也是很中心的展位，他帶去的大尺寸增材制造裝備和一個水導(dǎo)激光加工的,，這個也是精密激光方面的展會,。這個是還有咱們漢邦的打牙齒的，多激光的裝備,，也是在展會也是得到很多人的關(guān)注的,。

那么另外一個大家看NSTM是作為一個標(biāo)準(zhǔn)的測試，美國材料與測試協(xié)會,，大家知道Wohlers每年都出增材制造報告,，他們在那里也宣傳，一個宣傳標(biāo)準(zhǔn),，另外他們在那里收集信息,，收集數(shù)據(jù)，這樣對他寫年度報告來做信息準(zhǔn)備,。

再一個非金屬方面的,，因?yàn)槲矣刑沾煞矫娴膰�家重點(diǎn)研發(fā)計劃，那么這個是以色列的這樣一個公司,，主要打芯片,，非常小的尺寸的高精度的，最右邊那個圖是助聽器,。這個是噴射成型的,，材料噴射成型，噴射直接噴射材料,，那么他完全實(shí)現(xiàn)工業(yè)化級的裝備,，沒有實(shí)驗(yàn)級全部是生產(chǎn)級，除了打印陶瓷之外，打難熔金屬,。

這個是法國的,，陶瓷打印的裝備的一個企業(yè)，但是我注意到了他也開辟了金屬打印,，所以難熔金屬右邊的那個樣品,，玫瑰花什么都是用他們自己的3DP工藝來做的，也形成了很好的打印能力和裝備,。

另外一個也吸引我注意的就是荷蘭公司,，這個荷蘭公司相當(dāng)于建筑打印，這些都屬于一些景觀什么的,，但是他用的材料很特殊,，他工藝基本上是黏結(jié)劑，但是用工業(yè)廢料,、陶瓷,、混凝土，生物基材料,，樹皮,、竹纖維等等實(shí)現(xiàn)打印，打印尺寸大到這個柱子特別高了,，這個我做參照物的,。

這個是一個英國的，剛才上午咱們德國專家也提到了這個,，是新的一個陶瓷3D打印的一個企業(yè),，做的陶瓷主要用于過濾技術(shù)和過濾裝備的一些陶瓷，新材料,。那么他的市場占有量已經(jīng)非常大了,，做海水淡化處理的。

這個是奧地利的一個打陶瓷的公司,，那么他們也開辟了很多多材料的打印和連續(xù)過度,。再一個遇到了咱們的廣東的有一個很大的展臺，是耗材的,，金屬絲材,，但是他們展示很多樣品，這里面也贈送小龍,，剛才早上說到的,。

還有一個比較大的研究機(jī)構(gòu)，這個研究所里我也工作過,，他推出了一個同軸電子束的高效,、高速打印裝備,，還有共同推出的超高速激光，那么他們展示的都是一個是打印技術(shù),，再一個是裝備技術(shù),，所以說這個給電子束打印同軸提供了一個方向，效率非常高,，沒有對準(zhǔn)的問題,，直接對準(zhǔn)。

那么展會除了展覽的這些東西之外,，還有很多平行的論壇,，因?yàn)闀r間關(guān)系沒有辦法分享特別多，也是展會之后6點(diǎn)之后各個很大的廠商都要發(fā)布一些信息,，還有展示一些未來的技術(shù)的一些東西,，我盡量都參加了。

這個就是當(dāng)時我給大家分享我的觀感,，整體來講這個展會規(guī)模有增大,，但是速度沒有我們中國市場增大速度那么快，這個參展商的,。金屬材料相關(guān)的仍然占絕大多數(shù),，無論是材料裝備還是后處理等等，而且剛才我剛才講的例子打陶瓷的也在進(jìn)入金屬,，包括過去也就是打陶瓷的現(xiàn)在打難熔金屬，所以金屬3D打印市場巨大的,，還是應(yīng)用場景在不斷擴(kuò)大,。

雖然是仍然以粉末材料為主，但是像剛才看到絲材,，還有多材料,，這個多種工藝打印齊頭并進(jìn)的，在這個情況下,。

那么激光粉末床方面,，大尺寸多激光仍然是重點(diǎn)，原來的問題現(xiàn)在不是問題了,，幾乎所有的廠商包括中國的都已經(jīng)解決了這個技術(shù)問題,。高效能、高效率,、低成本是所有增材制造用戶和研究者和生產(chǎn)者追求的共同目標(biāo),，這點(diǎn)毫無疑問，因?yàn)楹芏鄽W美他們的展品上都標(biāo)上了價格,，比如說打了一個發(fā)動機(jī)葉片,，他標(biāo)上打印時間多長時間,，用了多少材料，這一個最后合的成本是多少美元,，都把這個價格給出來了,，這樣用戶也可以進(jìn)行選擇。

那么多材料打印也已經(jīng)發(fā)展起來了,。

那么分領(lǐng)域情況,，剛才也點(diǎn)到了，我從材料,、設(shè)備,、工藝和尺寸來講，可用的打印材料是越來越多了,，打印的多材料在多種工藝上都體現(xiàn)出來了,，在設(shè)備上智能化、自動化程度不斷提高,，多激光搭接的工藝控制,，鋪粉質(zhì)量監(jiān)控，剛才講的西門子的那個精準(zhǔn)控制,，另外單一工藝雖然是主流,，但是復(fù)合工藝在發(fā)展，整個打印的展會上看到了多個電弧+激光,，絲材+粉材,，增材+減材，增材+增材的,，還有很多小的企業(yè)展示這些方面的技術(shù)進(jìn)步,，另外在尺寸方面，我這里寫的越來越大,，越來越小,，越來越精，真是這樣的,，越來越大是特別大,，那么十米，幾米金屬可以達(dá)到幾米,，那么越來越小就是芯片和電子里面的東西,，越來越小，而且精度要求越來越高,，因?yàn)?D打印這個技術(shù)逐漸越來越用在終端產(chǎn)品上了,，盡量減少加工，減少后續(xù)的處理這樣的工藝,，縮短工藝流程,。

另外中國展商的情況是2015年不到30家,，到2024年是100余家，咱們國內(nèi)還有很多想去還沒有去,，我知道,，但是現(xiàn)在去的這一百多家都是增材制造相關(guān)的，無論是裝備,、材料,、軟件等等的這些方面，那么工業(yè)級設(shè)備和消費(fèi)級設(shè)備裝備是同步發(fā)展的,，然后展示的打印材料依然是金屬和聚合物為主,。配件和服務(wù)商也在展會進(jìn)行亮相，這個配件就是說裝備的配件,，后處理配件等等,，整體的市場發(fā)展速度，剛才已經(jīng)說了,，中國的發(fā)展速度比國際上的平均發(fā)展速度要快,，這個是我個人很強(qiáng)烈的感覺，那么在這個同時感受到技術(shù)成熟度和市場成熟度增材制造這個技術(shù)是越來越成熟了,，而且是穩(wěn)步提升的,。

大型頭部企業(yè)不斷成長和擴(kuò)大，小型創(chuàng)新型企業(yè)大量涌現(xiàn),。展望一下前景,，就是說由于技術(shù)成熟度、生產(chǎn)力和工業(yè)化成熟度不斷提高,，預(yù)期增材制造市場是持續(xù)增長的,，這個大家都看好，同時成本也會持續(xù)下降的,，如此帶來的相應(yīng)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面的挑戰(zhàn),，需要工業(yè)界和研發(fā)部門聯(lián)手共同努力來解決,。這個不是單方面的,，另外它的適用不是說增材制造這個技術(shù)我們拿來就代替?zhèn)鹘y(tǒng)制造技術(shù)，必須評估增材制造技術(shù)它本身的優(yōu)勢,，能給這個產(chǎn)品所帶來的附加值和創(chuàng)新性,，那么應(yīng)用現(xiàn)狀是現(xiàn)在已經(jīng)原型開發(fā)、快速模具,、終端產(chǎn)品,，方方面面都已經(jīng)用到它了，增材制造差異化對這個差異化的認(rèn)識也是越來越清晰,，所以能夠精準(zhǔn)的選擇增材制造工藝所對應(yīng)的應(yīng)用,。

那么產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢我個人覺得就是合并與融合,，這樣的趨勢，就是合并大家強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合,，那么融合就是取長補(bǔ)短,，這樣的一個態(tài)勢才可以使得產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng)，同時關(guān)注到了AI技術(shù)有很多,，特別是弗朗獲福他們展示很多AI技術(shù)的在增材制造中的應(yīng)用,，這個也是未來或者近幾年發(fā)展的重點(diǎn)趨勢。

這個就是我的觀感,，我花半分鐘介紹一下我的團(tuán)隊,，我是做金屬和陶瓷3D打印，工藝就是咱們主流工藝,，比如說SLM,，BG，電弧熔絲,，陶瓷是光固化等等這些都做,，這個是有一些項(xiàng)目支撐的，科技部的先進(jìn)結(jié)構(gòu)和復(fù)合材料專項(xiàng)里面的3D打印的項(xiàng)目,，另外廣東省有一個基礎(chǔ)和重大基礎(chǔ)研究項(xiàng)目,，是研究增材制造的材料和工藝，這個應(yīng)用基礎(chǔ)方面的項(xiàng)目,，山東省有一個重大創(chuàng)新工程項(xiàng)目,，是陶瓷和陶瓷打印裝備的，還有梯度材料,，金屬梯度材料這方面,。

最后就是感謝大家聆聽，歡迎大家到淄博燒烤城和東莞松山湖參觀指導(dǎo)交流,，謝謝大家,！