厚积薄发 推进增材制造产业发展——专访广东省增材制造协会会长、华南理工大学教授杨永强

文/潘慧

【导读】

本刊记者曾经多次采访广东省增材制造协会会长、华南理工大学教授杨永强，撰写了《广东抢占3D打印产业发展先机——中国3D打印技术产业联盟副理事长、华南理工大学杨永强教授专访》《华南理工大学：金属3D打印技术领域的翘楚》和《杨永强：冷眼看3D打印热潮》3篇文章。这3篇文章介绍了3D打印的发展前景及广东3D打印技术产业化的优势和制约因素，阐明了杨永强教授对广东进一步推进3D打印技术产业化、抢占3D打印技术产业高地的建议；报道了华南理工大学在金属3D打印技术的研发以及在生物医学领域实现产业化等成果；揭开3D打印的神秘面纱，展示热潮背后的冷静思考。今天，我们再次邀请杨永强教授介绍了近年增材制造产业扶持政策、广东省增材制造协会的工作及进一步推动增材制造产业发展的建议；同时，作为我国金属增材制造领域的重要专家、学者，杨永强教授还介绍了金属增材制造的应用及发展趋势。

谈政策：实实在在推进产业发展

《广东科技》：请您谈谈，近几年，国家和广东出台了哪些政策有力支撑和推动增材制造（3D打印）产业发展？

杨永强：在我国，从国家有关部委到地方政府，都对3D打印产业给予很多政策和项目的支持。在国家层面，基于产业发展的出发点，近年来，工信部、科技部、国家发改委等12个部委发布了两份制造产业的发展规划，分别是《增材制造产业发展推进计划（2015－2016年）》与《增材制造产业发展行动计划(2017－2020年)》，在这两个发展规划里，都把金属增材制造装备、3D打印材料列为首要的发展对象之一。这也可以看出，增材制造技术在中国制造里的重要地位。在地方层面，比如广东省，于2014－2018年度连续4年推出了增材制造技术的重大专项，支持了很多项目；于2018－2020年度又参照科技部的重点研发计划，投入大笔资金支持并制订了激光和增材制造的重点研发计划。

国家和地方的这些举措的制定是为了实实在在地推进产业发展。比如，广东省2019年1月正式出台的“促进科技创新十二条”，虽然没有重点提及3D打印，但3D打印也是科技创新重点支持、重点发展的对象。此外，还有很多配套的政策。

这些政策吸引了大量的社会资金投入到3D打印行业，促进了产业的繁荣发展。在这些政策、资金的支持下，国家级、省市级3D打印创新中心纷纷建立，甚至一些大企业，都在相继建立增材制造研发和创新中心。3D打印技术受重视程度由此可见。相信在各级各方的重视下，增材制造（3D打印）有着非常光明的前景。

《广东科技》：请您介绍广东省增材制造（3D打印）产业技术路线图实施意义。

杨永强：2017年发布的广东省增材制造（3D打印）产业技术路线图（以下简称路线图）对于广东增材制造（3D打印）技术发展起到了指导性的作用。虽然作为制造业大省和强省的广东省的3D打印产业规模在整体上处于国内领先水平，但其关键核心技术储备和产业化应用方面与国际先进水平相比还存在一些差距，在政策引导、产业规模、标准体系、关键技术和人才等方面都亟待突破。我们经过两年的时间撰写，先后在广东省各个领域的企业与研究机构进行调研，同时也借鉴了国内外相关路线图的经验。整体上，路线图较为全面地剖析了广东省3D打印产业现状、发展方向、重点产业等。此外，路线图还就广东省的具体情况，设定了广东省增材制造（3D打印）产业的总体战略目标，界定了3D打印技术产业范围，通过3D打印产业技术水平和全方位市场需求研究、3D打印技术研发需求和广东省产业的共性技术需求分析制定路线图；同时，对原材料生产能力、材料性能和成本等方面的问题提出改进意见，从而提高装备、关键元器件和集成系统的研发生产能力。

谈协会：加快区域产业化与市场化进程

《广东科技》：作为广东省增材制造协会会长，请您介绍协会基本情况及其主要功能。

杨永强：为了更好地整合广东省增材制造行业上下游资源，华南理工大学联合广东省内代表性的3D打印企业于2015年10月组织发起筹备广东省增材制造协会（以下简称协会），在广东省经济和信息化委员会、广东省科学技术厅、广东省发展和改革委员会的指导下，在广东省社会组织管理局的管理下，于2016年4月28日召开成立大会暨第一届第一次委员大会，在2016年8月18日，经广东省民政厅批准正式成立。

协会致力于加快华南地区3D打印技术产业化与市场化进程，积极开展关键共性技术联合攻关，建立3D打印培育和应用示范基地，普及3D打印基础知识及技能培训，完善3D打印技术研发人才培养体系等工作。产业支持政策，解读产业发展趋势，指导并帮助企业申请相关项目奖励或扶持；多方位满足企业发展需求，搭建企业与政府、投资机构、媒体与用户之间的沟通桥梁；积极开展国际交流与合作，组织国内增材制造企事业单位参与国际有关组织的活动，在国际增材制造行业发挥积极作用；承担政府相关部门或会员单位委托的相关事项。

谈体会：认准一个方向坚持不懈

《广东科技》：广东省增材制造协会提供的服务有哪些？

杨永强：协会紧密团结会员单位，积极搭建公共服务平台，开展国际交流与合作，成为吸引人才和技术资源的强大“磁场”。协会为会员提供如下服务：通过信息宣传平台与窗口，提高会员单位知名度；参与制定行业标准和规范，推进行业可持续发展：把握国家和省、市（区）等

《广东科技》：请您谈谈对进一步推动增材制造（3D打印）产业发展的经验及建议。

杨永强：我认为，对一种新的技术进行一些创新的开发其实并不是一件容易的事，要在增材制造行业扎稳脚跟，第一，需要具有敏锐的眼光，根据自身的能力、自身的优势，发现并找到在整个科技发展的前沿适合自己的突破口。比如1987年研究生毕业后，我就进入了激光领域，在相当长的时间里，这个行业并没有做起来，在接触激光3D打印技术后，觉得这会是未来一个很有潜力的发展方向，便从激光行业转到了增材制造技术上来，也算是比较早进入增材制造领域的。

第二，持续地坚持。我在这个行业里曾经坐了10年冷板凳。就是刚刚开始金属3D打印研究的时候，大家对此相当陌生，都觉得这是很好的技术，但当我们进行技术推广的时候，就会遇到很多的困难，比如，产品的尺寸精度不够、强度不行等等缺点常被人诟病。面对挫折，需要保持耐心，认准一个方向后，坚持不懈，几年、几十年……投入大量的精力去坚持。现在，我们华南理工大学团队在这个领域取得非常好的成绩，大家看到的是我们今天的辉煌，但没看到的是我们之前的努力和付出。人们渐渐地从最开始认识这项技术，到现在有更多的人来主导、来投入这一技术领域，做研发、做生产，发展态势趋好。

第三，紧跟市场。我们做科研的，写论文、做技术研究，如果将相关成果束之高阁并不会产生什么社会效益，而要紧跟市场，去做一些应用前景比较好且市场有需求的技术开发。我们华南理工大学一直坚持这个理念，并取得了可喜的成果。

对进一步推动广东省增材制造（3D打印）产业发展的建议主要有两点：一是建议在政策方面对3D打印产品给予补贴优惠政策，带动3D打印技术和产业的发展,就像政府补贴新能源汽车一样。二是建议政府设立产业基金支持长线投资，扶持产业发展。那种“短平快”的短线投资缺乏持续性，会对企业甚至整个行业的发展产生不利的影响。

谈问题：四大瓶颈需逐一解决

《广东科技》：请您谈谈金属增材制造的应用及发展趋势。

杨永强：金属增材制造（3D打印）被称为“增材制造（3D打印）皇冠上的明珠”，是门槛最高、前景最好、最前沿的技术之一。金属增材制造的工业化应用领域有很多，目前热点领域主要有三个：第一个是航空航天领域。航空航天领域里很多零部件都比较复杂、成本较高，而增材制造（3D打印）的技术特点正好适合在这一领域应用。国外像GE公司，以及国内很多航空航天企业也都非常重视在这一领域的发展。

第二个是生物医疗领域。生物医疗是3D打印未来发展非常大的一个市场领域，从模型到一类、二类、三类器械都已经有成功案例，尤其是三类器械如植入体，这方面的应用已经普及并受到了国家、地方还有整个行业的高度重视。当然，先获取医疗许可证，是这一领域尚需解决的一个约束瓶颈。

第三个是工业模具领域。工业模具行业有着巨大的市场（每年数千亿元的市场），但目前解决3D打印在模具上的应用仅处于起步阶段，它的竞争对手计算机数据（CNC）技术比较成熟，很多工业模具用CNC机床就可以做出来，对比之下3D打印还没有太大的优势；但随着工业的发展、技术的提高，3D打印适合于各种形状复杂、曲面，可打印内部结构的优势会凸显。随着以功能需要为导向的3D打印越来越被认可，当3D打印达到最佳的性价比时，未来3D打印在工业模具领域会有非常大的发展空间。

在所有增材制造技术里，金属增材制造技术应该是目前发展最快，也是应用前景最好的技术之一。但该技术目前主要有4个问题：一是尺寸小，无法满足市场对大尺寸的需求，而未来发展的趋势要求尺寸越来越大，比如造船业。二是精度不够高，3D打印产品的精度无法媲美用数控机床生产出来的产品；目前最有效的解决方法就是复合制造，也就是将3D打印和传统的工艺相结合。三是效率较低，现在3D打印速度普遍比较慢，比如，有的大零件打印需要一两个月的时间，如果在打印期间出现状况，整个零件就会报废，造成巨大的损失，有的甚至损失上百万元，因此，效率问题是目前制约3D打印发展的一个非常大的问题。所以，如何提高效率，是这个行业必须要解决的问题。四是一种机器只能用一种材料打印。但是实际上，一个零件里可能会有很多种不同的功能需求，在不同的位置可能也有不同的材料需求。如果3D打印能同时打印多种材料，就可以满足这些需求。

根据行业需求，解决以上4个问题也就是金属增材制造领域发展趋势：零件尺寸越做越大，以满足工业发展的要求以及市场对于大型零部件的需求；进一步提升成型效率、制造精度和多种材料金属增材制造技术，以满足供应商、市场在这方面的高要求。此外，要出台比较完善的检测系统和制造标准，以规范行业发展；持续加快开发应用端，提高市场营收和经济效益。