近日，经李克强总理签批，国务院印发《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》，对“十三五”期间我国战略性新兴产业发展做了明确部署与安排。其中，增材制造（3D打印）作为推动制造业升级的重要技术之一，在《规划》被多次提及强调，足以证明国家对于该技术的重视程度。
《规划》指出，“十三五”期间重点突破钛合金、高强合金钢、高温合金、耐高温高强度工程塑料等增材制造专用材料。搭建增材制造工艺技术研发平台，提升工艺技术水平。研制推广使用激光、电子束、离子束及其他能源驱动的主流增材制造工艺装备。加快研制高功率光纤激光器、扫描振镜、动态聚焦镜及高性能电子枪等配套核心器件和嵌入式软件系统，提升软硬件协同创新能力，建立增材制造标准体系。在航空航天、医疗器械、交通设备、文化创意、个性化制造等领域大力推动增材制造技术应用，加快发展增材制造服务业。
大族激光集团副总经理CTO吕启涛（左）和激光3D打印中心总监袁剑（右）
目前，我国增材制造产业整体水平不断提升，但是产业化进程仍有诸多问题需要攻克。另外，在金属增材制造领域，投资“过热”现象已经初显。为此，OFweek激光网编辑独家专访了大族激光集团副总经理CTO吕启涛和激光3D打印中心总监袁剑，共同探讨国内增材制造产业发展之道。
增材制造引制造业变革
增材制造是一种以数字化为基础的新型加工制造方式，涉及材料，光电子，软件，机械，工艺等多学科，为制造业提供了新选择。对此，中国工程院院士卢秉恒认为，增材制造是制造业中引领性的共性技术，可以支持产品快速开发以及创新产品的结构设计，带来制造模式的创新，从控形制造走向控性制造，从增量走向增材，从增材走向创材，从“创材”走向“创生”。正是基于此，全球制造业巨头纷纷“拥抱”增材制造技术，而这其中GE无疑是最具代表性的企业。
2012年11月GE收购MORRIS Technologies以及其兄弟公司Rapid Quality Manufacturing（RQM）。2013年8月，GE完成了对航空航天业务服务商Avio S.p.A的收购，其为通过EMB和粉末床金属3D打印技术制造航空零部件的领导者。近期GE继续强化对Arcam 和Concept Laser的收购，将为其成为全球制造业的增材制造设备与材料的供应商奠定基础。除此之外，西门子、惠普、通快、理光等企业在增材制造领域都进行了相关尝试。
大族激光布局3D打印
“近几年，增材制造技术风靡全球是一种必然趋势。”大族激光集团副总经理CTO吕启涛博士认为：“增材制造技术自90年代问世以来，经过多年的持续攻关，在关键技术、核心器件及材料等领域已经取得突破性进展。相对于传统制造方式，增材制造能够满足航空航天复杂结构零部件制造需求，这也是GE大规模布局增材制造的原因。随着航空航天、汽车、医疗等领域逐渐认识到该技术所带来的效益提升，增材制造也迎来了快速发展时期。为此，全球主要国家对于增材制造产业发展也做了重点规划，我国在《中国制造2025》以及‘十三五’规划中都有涉及。大族激光作为全球知名激光装备提供商，一直践行智能制造及产业升级的理念，在增材制造领域也是早有布局。”
国内亟待突破源头技术
我们都知道，金属增材制造被认为是该领域难度最高的技术，同时也是代表一个国家增材制造水平的重要指标。目前金属增材制造技术主要有两大方向，一种是以激光作为能量源的激光选区熔化（SLM）技术、激光近净成形（LENS）技术。另一种则是以高能电子束为能量源的电子束熔化（EBM）技术。二者互为补充，但主流的还是以激光作为能量源的增材制造技术。事实上，在增材制造的各种技术路线中，激光都起到了至关重要的作用。
大族激光掌握3D打印源头技术
虽然，我国在增材制造领域进入很早。但是从目前情况看，欧美国家掌握了设备、材料、软件、工艺等核心技术，并已形成了一整套成熟的商业模式，优势非常明显。对此，吕启涛博士态度明确地指出：“源头技术和材料问题不解决，国内增材制造产业很难取得好的发展，只能受制于人。这也是大族激光选择进入增材制造领域的原因，早在10年前大族激光就开始研发3D增材制造技术——激光熔覆。基于在激光器、运动控制、机械机构、软件开发、工艺研究以及材料领域雄厚的技术积累，加之客户端的需求反馈，大族激光未来将逐步加大增材制造领域的布局。目前大族激光钣金事业部，主要聚焦于大功率增材制造领域，激光3D打印中心主要聚焦于中小功率增材制造领域，业务上形成互补关系。与此同时，我们还坚持走材料自主研发的道路，使得材料与设备完美匹配，打破了国际垄断，真正为客户创造了价值。”
随后，大族激光3D打印中心总监袁剑先生也补充道：“得益于大族激光在源头技术的掌握与突破，公司增材制造业务方面发展迅速，已经开展了多种技术路线及打印设备的研发工作，涵盖了目前市场上具有成熟应用的绝大多数工业级3D打印技术领域，例如基于LENS技术、SLM技术、DLP技术与3DP技术的工业级3D打印设备。2015年推出了三维五轴联动3D打印系统，2015年率先推出了采用DLP技术的睿逸系列树脂3D打印机，2016年先后推出采用SLM技术的金属3D打印机、大幅面面曝光树脂打印机以及采用3DP技术的砂型3D打印机。在前沿研发领域，大族激光3D打印中心持续关注最新的3D打印技术，目前已经完成了自主研发的连续液面成型设备的工艺测试，成型效率比传统3D打印设备提高了数十倍。”
找准市场才能最终胜出
“大族激光之前也有收购Concept Laser公司的想法，但是在经过细致考量之后还是放弃。”对此，吕启涛博士解释道：“现在GE收购Arcam 和Concept Laser公司，主要是因为GE身处于航空制造领域，对于增材制造有应用需求，这才是它不惜重金收购的原因。如果大族激光收购了Concept Laser公司，在技术方面确实能够得到进一步完善，但是没有应用市场资源支撑，再好的技术也将无用武之地。”
在增材制造技术方面，目前国内很多科研院所都有一定积累，但是市场化方面比较滞后，从而限制了产业进一步发展。吕启涛博士认为：“增材制造作为一项前瞻性，战略性技术，其工程应用性很强，领域跨度很大，对未来制造业，尤其是高端制造的发展十分重要。除了需要加强增材制造技术，工艺，装备及相关材料的研究之外，找准应用市场及产业化方向至关重要。大族激光作为一个激光行业的领先者、一个装备制造行业负责任的企业，在增材制造领域坚持以市场需求为导向，不断完善改进现有技术，从加工精度、生产效率、材料使用性能等方面提高现有技术水平。同时密切关注国内外最近技术进展，增加自身技术储备。”
对于增材制造未来发展规划，袁剑先生也做可详细解读：“大族激光始终坚持以市场应用为主导的发展方向，致力于将3D打印技术应用于与传统工艺领域并产业化，向客户提供整套解决方案。在项目研发过程中，与北京航空航天大学、湖南大学、华南师范大学、暨南大学、广州有色金属研究院等国内著名研究机构与院所深度合作，通过项目合作的方式共同开发，使高校的人才优势，科研优势成为公司研发的强大助推力。2017年我们将进一步完善现有的金属3D打印机及光敏树脂3D打印机，该两款主要针对医疗、牙科及珠宝行业，其中光敏树脂3D打印机的应用预计将会在上述行业有爆发性增长。此外，我们将推出砂型3D打印机，定位于金属铸造行业，推出多种型号的光敏树脂3D打印机，适用面将扩展到手板制作、原型设计以及工业用零件的直接生产。”
小结：
近几年来，增材制造在全球范围内迅速升温，产业规模也进一步扩大。麦肯锡的一份报告预测，到2025年3D打印可能产生高达5500亿美元的效益。然而理想很丰满，现实却很骨感。随着《中国制造2025》以及“十三五”规划的出台，国内增材制造有望迎来新一轮增长期。机遇与挑战并存，正如大族激光集团副总经理CTO吕启涛博士所言，掌握源头技术、攻克材料难题、以市场为导向才是国内增材制造产业发展之道。盲目跟进及投资，并不利于产业健康发展。
