盧秉恒：中國(guó)制造2025與3D打印

上周五,，應(yīng)市科技部門邀請(qǐng),，盧院士做客泉州科技創(chuàng)新大講堂,，以同樣的主題,，為泉州各相關(guān)部門,、高校,、科研平臺(tái)負(fù)責(zé)人和企業(yè)代表300多人,，講述了精彩的一課。從中南海到泉州科技創(chuàng)新大講堂,，盧秉恒院士講述——
論“中國(guó)制造2025”

要補(bǔ)課,，也要趕超跨越

盧秉恒說(shuō)，上世紀(jì)80年代以來(lái),，從家電制造,、汽車制造到飛機(jī)制造，中國(guó)制造先后掀起三次浪潮,，逐步走向高端,。得益于巨大市場(chǎng)，目前,，中國(guó)已成為制造業(yè)世界第一大國(guó),，制造業(yè)總量占世界總量的20%。制造業(yè)增加值占全國(guó)工業(yè)收入的86.70%,，占出口總量的 95.09%,。
　　然而，中國(guó)并不是一個(gè)制造強(qiáng)國(guó),。比較中,、德、美三國(guó),，德國(guó)的工業(yè)優(yōu)勢(shì)在于質(zhì)量過硬,、基礎(chǔ)雄厚、工藝嚴(yán)謹(jǐn),；美國(guó)的優(yōu)勢(shì)在于：社會(huì)創(chuàng)新、高科技優(yōu)勢(shì),、集全球資源與精英,；而我們中國(guó)的重要優(yōu)勢(shì)在于：一個(gè)比較完整的工業(yè)體系、內(nèi)需市場(chǎng)巨大,、人力資源豐富,。

按照德國(guó)工業(yè)4.0的劃分，工業(yè)1.0到4.0的主要特征分別是機(jī)械化,、電氣化,、自動(dòng)化和智能化,。盧秉恒認(rèn)為，目前,，中國(guó)制造應(yīng)采取兩個(gè)策略：

一是追趕與跨越并舉,。面對(duì)存在的階段性差距，中國(guó)要在工業(yè)2.0,、3.0方面補(bǔ)課,，即質(zhì)量?jī)?yōu)先、研發(fā)機(jī)器人和高檔數(shù)控機(jī)床,，同時(shí)要推進(jìn)實(shí)施“中國(guó)制造2025”,，大力發(fā)展工業(yè)4.0。

二是必須發(fā)揮政府科學(xué)而有力的調(diào)控作用,，匯集有限的社會(huì)資源,，做好協(xié)同創(chuàng)新。

他認(rèn)為,，中國(guó)必須保護(hù)和充分利用巨大的市場(chǎng)需求,，以引導(dǎo)和支持裝備制造。同時(shí),，注重各項(xiàng)計(jì)劃,、各個(gè)行業(yè)的互動(dòng)協(xié)同發(fā)展。在新產(chǎn)品研發(fā)時(shí),，就開始與國(guó)產(chǎn)化制造裝備并行,，注意第一罐奶粉效應(yīng)。而在民用領(lǐng)域,，要培養(yǎng)人民的消費(fèi)觀,，讓人人為培育民族工業(yè)作貢獻(xiàn)。

對(duì)目前我國(guó)的共性技術(shù)缺位問題,，盧秉恒認(rèn)為需要?jiǎng)?chuàng)新思路,，進(jìn)行國(guó)家級(jí)創(chuàng)新中心建設(shè)。他以德國(guó)弗朗霍夫研究院和美國(guó)制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃為例,，認(rèn)為中國(guó)建設(shè)一批能協(xié)同社會(huì)創(chuàng)新資源,，為產(chǎn)業(yè)提供核心技術(shù)與共性技術(shù)的創(chuàng)新中心。避免科技資源的浪費(fèi)和低水平的重復(fù)研究,。

在產(chǎn)學(xué)研協(xié)同方面,，企業(yè)要成為投資研發(fā)、應(yīng)用成果,、集成成果的主體,。盧秉恒說(shuō)，產(chǎn)品選擇是企業(yè)創(chuàng)新的起跑線。企業(yè)應(yīng)更多選擇“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)”型的產(chǎn)品,，而不是只盯著眼下能賺錢的產(chǎn)品,。這樣創(chuàng)新才不會(huì)輸在起跑線上。要加強(qiáng)創(chuàng)新能力建設(shè),。他舉例說(shuō),，日本軸承的一個(gè)企業(yè)，實(shí)驗(yàn)室面積和生產(chǎn)車間面積的比例是1∶1,，而我們國(guó)家同類型的大概不到5%,。此外，在大數(shù)據(jù)時(shí)代,，歐美許多企業(yè)都注重累積,、分析產(chǎn)品數(shù)據(jù)，用數(shù)據(jù)來(lái)提升商業(yè)策略和產(chǎn)品研發(fā),。

在人才協(xié)同方面,，他認(rèn)為要建立正確的學(xué)科評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，引導(dǎo)創(chuàng)新與工程能力培養(yǎng),。倡導(dǎo)科研人員的論文更多地寫在產(chǎn)品上,，寫在裝備上。中國(guó)制造2025還需要培養(yǎng)一批工業(yè)4.0時(shí)代的企業(yè)家和科技領(lǐng)軍人,，既精通制造工藝,，又具有互聯(lián)網(wǎng)思維，能充分利用社會(huì)創(chuàng)新資源,。創(chuàng)新型社會(huì)還需要一大批創(chuàng)客,、極客，需要馬斯克式的人物,，有濃厚的科學(xué)興趣和強(qiáng)烈的創(chuàng)新欲,。

在全社會(huì)的協(xié)同機(jī)制方面，要加強(qiáng)科技計(jì)劃協(xié)同接力,。國(guó)家科研計(jì)劃應(yīng)以標(biāo)準(zhǔn),、基礎(chǔ)研究為先，重視產(chǎn)業(yè)化共性技術(shù),，以創(chuàng)新思想,、發(fā)明專利為評(píng)審依據(jù)。

在金融與科技,、產(chǎn)業(yè)的協(xié)同方面,，改善制造業(yè)的資金環(huán)境。引導(dǎo)金融資金更多更快地流向?qū)嶓w經(jīng)濟(jì),、流向有潛力的先進(jìn)制造業(yè),，加強(qiáng)對(duì)創(chuàng)新的支持力度。

論3D打印

上世紀(jì)最重要的制造技術(shù)創(chuàng)新 打印今天與未來(lái)的顛覆性科技

3D打印是一個(gè)顛覆性的創(chuàng)新技術(shù),。

盧秉恒說(shuō),，3D打印技術(shù)，被美國(guó)自然科學(xué)基金會(huì)稱為上世紀(jì)最重要的制造技術(shù)創(chuàng)新,。麥卡錫報(bào)告列出了對(duì)人類生活有顛覆性影響的12項(xiàng)技術(shù),，3D打印排在第九位，排在新材料和頁(yè)巖氣之前,。當(dāng)時(shí)預(yù)測(cè)在2030年全世界將達(dá)到1萬(wàn)億左右美元的效益,。2015年麥卡錫報(bào)告又將這一進(jìn)程前移，認(rèn)為2020年可達(dá)到5500億美元的效益,。

從制造方式來(lái)說(shuō),，鑄、鍛,、焊在制造過程中重量基本不變,，屬于等材制造，已有3000年歷史,。車銑刨磨機(jī)床通過材料的切削去除,，達(dá)到設(shè)計(jì)形狀，稱為減材制造,，已有300年的歷史,。增材制造，即3D打印技術(shù),，材料一點(diǎn)一點(diǎn)地累加,，形成需要的形狀，才30年的歷史,。

那么,，3D打印將帶來(lái)哪些變革呢？

——產(chǎn)品開發(fā)周期與成本大幅下降,。

3D打印可以制造形狀復(fù)雜的零件,，所想即所得，它直接由設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng),，不需要傳統(tǒng)制造必需的工裝夾具模具制造等生產(chǎn)準(zhǔn)備,，編程簡(jiǎn)單，因此在產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)驗(yàn)證中,，特別方便,。使產(chǎn)品開發(fā)周期與費(fèi)用至少降低為一半，成為機(jī)電產(chǎn)品和裝備快速開發(fā)的利器,。

這種增材制造僅在需要的地方堆積材料,，材料利用率接近100%,。航空航天等大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)件采用傳統(tǒng)切削加工，往往95%—97%的昂貴材料被切除,。而采用3D打印,，材料利用率由5%提升至85%，制造周期由數(shù)月壓縮為幾天,。

此外,，它可以快速、低成本實(shí)現(xiàn)單件制造,，個(gè)性化制造,。特別適合個(gè)性化醫(yī)療和高端醫(yī)療器械。如人工骨,、手術(shù)模型,、骨科導(dǎo)航模板等。

——基于3D打印的再設(shè)計(jì),，帶來(lái)產(chǎn)品,、裝備的顛覆性變革。

3D打印可以將數(shù)十個(gè),、數(shù)百個(gè)甚至更多的零件組裝的產(chǎn)品一體化一次制造出來(lái),，大大簡(jiǎn)化了制造工序，節(jié)約了制造和裝配成本,。以3D打印新工藝的視角對(duì)產(chǎn)品,、裝備再設(shè)計(jì)，可以制造傳統(tǒng)制造技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu),，為設(shè)計(jì)創(chuàng)新提供了非常大的創(chuàng)新空間,。可能是3D打印為制造業(yè)帶來(lái)的最大效益所在,。

近兩年,，3D打印顯現(xiàn)出顛覆性變革。如GE公司做的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的噴嘴,，把20個(gè)零件做成了一個(gè)零件,，成本材料大幅度的減少，還節(jié)省燃油15%,。美國(guó)3D打印的概念飛機(jī),，重量可以減輕65%。而3D打印汽車,，可以把2萬(wàn)個(gè)零件集成為40個(gè),，6天打印完成且減重1/3。

——互聯(lián)網(wǎng)+3D打�,。捍呱�萬(wàn)眾創(chuàng)新,、萬(wàn)家創(chuàng)業(yè),。

“GE公司在網(wǎng)上發(fā)布了一條消息，挑戰(zhàn)3D打印,，將飛機(jī)的一個(gè)零部件讓創(chuàng)客設(shè)計(jì),。第一名只用了原始結(jié)構(gòu)的1/6的重量就完成了全部測(cè)試，而設(shè)計(jì)者是19歲的年輕人,。3D打印展現(xiàn)了全民創(chuàng)新的通途�,！�

盧秉恒說(shuō),，3D打印已經(jīng)成為創(chuàng)客最歡迎的工具之一。它可為可穿戴電子,、家居用品,、文化產(chǎn)業(yè)、服裝設(shè)計(jì)等行業(yè)提供個(gè)性化定制生產(chǎn)模式,，有望引領(lǐng)生產(chǎn)從大批量制造走向個(gè)性化定制的第三次工業(yè)革命,，有力促進(jìn)大眾創(chuàng)新，萬(wàn)眾創(chuàng)業(yè),。

眼下,，“互聯(lián)網(wǎng)+3D打印”的制造模式已經(jīng)出現(xiàn)，即收集大眾的個(gè)性化需求,，由創(chuàng)客完成設(shè)計(jì),，設(shè)計(jì)方案由3D打印件進(jìn)行驗(yàn)證；再由虛擬制造組織生產(chǎn),，由物聯(lián)網(wǎng)來(lái)配送,。美國(guó)眾創(chuàng)公司，15000名訪客,、6000名創(chuàng)客,。亞馬遜利用網(wǎng)絡(luò)銷售3D打印商品，營(yíng)業(yè)額已達(dá)數(shù)十億美元,，利潤(rùn)30%,。“未來(lái),，這種模式將成為萬(wàn)眾創(chuàng)新,、萬(wàn)家創(chuàng)業(yè)的最佳技術(shù)途徑�,！北R秉恒說(shuō),。

——從增材到創(chuàng)材，從創(chuàng)材到創(chuàng)生,。

盧秉恒說(shuō),，利用3D打印高能束的集中能量,，以3D打印設(shè)備作為材料基因組計(jì)劃的研制驗(yàn)證平臺(tái)，可以開發(fā)出超高強(qiáng)度,、超高韌性,、超高耐溫、超高耐磨的各種優(yōu)秀材料,，讓增材制造變成創(chuàng)材技術(shù),。

此外，3D打印還可以創(chuàng)生,，即應(yīng)用于組織支架制造,、細(xì)胞打印等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生物活性器官的制造,，為生命科學(xué)研究和人類健康服務(wù),。比如，最近我國(guó)首創(chuàng)了利用導(dǎo)航模板實(shí)現(xiàn)癌癥的靶向治療,，避免了放療玉石俱焚的副作用,。


3D打印技術(shù)現(xiàn)狀：

既是技術(shù)井噴期、產(chǎn)業(yè)起步期 也是企業(yè)的跑馬圈地期

據(jù)盧秉恒介紹,，目前,，中國(guó)在3D打印的研究方面處于國(guó)際前列，如論文和申請(qǐng)專利的數(shù)量處于世界第二,。在應(yīng)用方面,，我國(guó)工業(yè)級(jí)設(shè)備裝機(jī)量居全世界第四，但金屬打印的商業(yè)化設(shè)備還主要依靠進(jìn)口,。國(guó)產(chǎn)工業(yè)級(jí)裝備的關(guān)鍵器件,、工業(yè)級(jí)3D打印材料等也基本依靠進(jìn)口�,！皬漠a(chǎn)業(yè)的發(fā)展看,，我們發(fā)展太慢，企業(yè)小而散,。必須研發(fā)核心技術(shù)與原創(chuàng)技術(shù),，打造自己的創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)已經(jīng)有若干3D打印公司上市,，科技開始與資金結(jié)合,，這是一個(gè)良好的開端�,！�

他認(rèn)為：3D打印從質(zhì)和量?jī)煞矫鎸?duì)國(guó)家戰(zhàn)略地位和今后的科技發(fā)展都產(chǎn)生重大影響的技術(shù),。目前，該技術(shù)正處于一個(gè)技術(shù)的井噴期,，產(chǎn)業(yè)的起步期,，企業(yè)的跑馬圈地期,。我們應(yīng)該抓緊標(biāo)準(zhǔn)的研究，擁有話語(yǔ)權(quán),。在航空件和高端醫(yī)療器械方面,，要積極研究面對(duì)3D打印個(gè)性化制造產(chǎn)品準(zhǔn)入的標(biāo)準(zhǔn)，以有利于新技術(shù)的應(yīng)用,。要加強(qiáng)基礎(chǔ)研究,，發(fā)展原創(chuàng)技術(shù)，在3D打印的新材料研發(fā),，顯著提升打印件的質(zhì)量和打印效率等方面有創(chuàng)新技術(shù),；要建立創(chuàng)新體系，為企業(yè)提供核心技術(shù)和共性技術(shù),；要攻克關(guān)鍵核心器件，打造產(chǎn)業(yè)鏈,；要引導(dǎo)金融資本,，助推3D打印企業(yè)做大做強(qiáng)，形成若干個(gè)具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)規(guī)模的企業(yè),。

談泉州如何嫁接3D打印技術(shù)

產(chǎn)業(yè)應(yīng)用潛力大 可成立公共研究平臺(tái)

在現(xiàn)場(chǎng)提問環(huán)節(jié)和后續(xù)專訪中,，盧秉恒認(rèn)真回答了一系列問題。

——3D打印技術(shù)目前市場(chǎng)應(yīng)用如何,，市場(chǎng)爆發(fā)點(diǎn)在哪,？泉州哪些產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域可從中找到新商機(jī)？

盧秉恒說(shuō),，目前,，3D打印技術(shù)主要用于航空航天、汽車等高端裝備制造,，以及醫(yī)療,，文化創(chuàng)意等需要個(gè)性化和快速響應(yīng)的產(chǎn)業(yè)，還有教育領(lǐng)域,。比如,，在汽車零配件、輕工產(chǎn)品,、家電等產(chǎn)品開發(fā)中,，可降低產(chǎn)品開發(fā)周期與費(fèi)用一半以上；在個(gè)性化醫(yī)療方面,，在骨替代物制造,、牙科整形與修補(bǔ)等方面已經(jīng)有初步應(yīng)用，效果顯著,；在航空航天產(chǎn)品研發(fā)中,，可以制造與鍛件性能媲美的大型構(gòu)件等,。這些技術(shù)正在成為改造傳統(tǒng)行業(yè)和創(chuàng)造新型企業(yè)的重要工具和方向。

“中國(guó)有十三億人,，細(xì)分市場(chǎng)之下,，僅在高端醫(yī)療服務(wù)方面，就有很多需求,，很大的爆發(fā)力,。對(duì)于泉州來(lái)說(shuō)，鞋服產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新設(shè)計(jì),，裝備制造業(yè)的提升等,，3D打印技術(shù)都大有用武之地。關(guān)鍵是要有一大批學(xué)科交叉人才,，把技術(shù)研究透了,，然后與產(chǎn)業(yè)鏈銜接到位�,！�

　——目前,，泉州3D打印企業(yè)約有500多家，但規(guī)模較小,，產(chǎn)值較低,；另一方面，也缺乏3D打印技術(shù)的研發(fā)力量,，企業(yè)單獨(dú)研發(fā)成本較高,。對(duì)此，政府和企業(yè)要如何行動(dòng)起來(lái),？

盧秉恒說(shuō),，可以建一個(gè)3D打印的公共研發(fā)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)共性技術(shù)攻關(guān)和技術(shù)共享,，為中小企業(yè)研發(fā)服務(wù),。“政府可以牽頭成立引導(dǎo)資金,，找一些企業(yè)家來(lái)投資,，辦一個(gè)實(shí)體的公司，來(lái)運(yùn)作這個(gè)平臺(tái),。哪家企業(yè)要產(chǎn)品開發(fā),，都可以到這個(gè)平臺(tái)來(lái)做。這樣你有CAD設(shè)計(jì),，然后有3D打印驗(yàn)證,。如果這個(gè)產(chǎn)品還有缺陷，立刻就進(jìn)行改正。這樣很快進(jìn)入一個(gè)周期,，原來(lái)可能你設(shè)計(jì)一個(gè)新產(chǎn)品需要半年,，現(xiàn)在有3D打印的幫助可能一個(gè)星期就完成了�,！�

盧秉恒透露,，西安交通大學(xué)將與泉州企業(yè)和高校就3D打印技術(shù)應(yīng)用與人才培養(yǎng)方面，達(dá)成一系列合作,。

【新聞背景】
14至15日,，應(yīng)市科技部門邀請(qǐng)，原航空航天工業(yè)部部長(zhǎng)林宗棠與中國(guó)工程院盧秉恒院士一行來(lái)泉考察3D打印技術(shù)發(fā)展情況,。期間,，考察組一行前往晉江工業(yè)設(shè)計(jì)成果館、石獅星期YI眾創(chuàng)空間,、九牧廚衛(wèi)有限公司,、云尚三維科技公司等參觀考察，與企業(yè)和科技部門負(fù)責(zé)人展開多場(chǎng)座談,，詳細(xì)了解泉州3D打印技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用情況,，探討促成相關(guān)研究機(jī)構(gòu)與泉州企業(yè)、高校達(dá)成合作,。

據(jù)了解,，近年來(lái),，泉州3D打印企業(yè)不斷涌現(xiàn),，部分企業(yè)開始嘗試將3D打印技術(shù)用于產(chǎn)品成型開發(fā)和服務(wù)。我市作為“中國(guó)制造2025”首個(gè)地方試點(diǎn),，3D打印技術(shù)發(fā)展前景十分廣泛,，特別是在鞋服紡織、建筑材料,、工藝制品等我市優(yōu)勢(shì)傳統(tǒng)行業(yè)領(lǐng)域中采用3D打印技術(shù)“打印”出產(chǎn)品零部件,，能大幅度降低生產(chǎn)成本和材料的浪費(fèi)，有效提升產(chǎn)品附加值和企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力,。


轉(zhuǎn)自：泉州同城