傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法是“減材制造”，即通過材料逐漸減少實(shí)現(xiàn)制造過程。而逐漸增加材料實(shí)現(xiàn)制造過程的方法，就叫作增材制造。

增材制造(又稱3D打印)是以數(shù)字模型為基礎(chǔ)，將材料逐層堆積制造出實(shí)體物品的新興制造技術(shù)，將對(duì)傳統(tǒng)的工藝流程、生產(chǎn)線、工廠模式、產(chǎn)業(yè)鏈組合產(chǎn)生深刻影響，是制造業(yè)有代表性的顛覆性技術(shù)。

增材制造可節(jié)約制造材料和加工時(shí)間，制作形態(tài)千奇百怪的物品，實(shí)現(xiàn)制造的個(gè)性化和定制化，并有助于推動(dòng)新材料、智能制造等領(lǐng)域的快速發(fā)展。根據(jù)CCID數(shù)據(jù)顯示，2020年，盡管受新冠肺炎疫情影響，但我國3D打印設(shè)備出貨量翻倍，產(chǎn)業(yè)規(guī)模突破200億元。

我省增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況如何?記者采訪了一些企業(yè)負(fù)責(zé)人和業(yè)內(nèi)專家。

現(xiàn)狀 產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，生態(tài)體系初步形成

4月8日，唐山威豪鎂粉有限公司。

和傳統(tǒng)制造廠機(jī)器轟鳴、熱火朝天的生產(chǎn)景象不同，這里的廠房噪音很小、地板格外潔凈，一臺(tái)臺(tái)設(shè)備整齊列裝，設(shè)備內(nèi)激光飛舞掃描，一層一層鋪疊出產(chǎn)品的真容，一件3D打印的航空級(jí)產(chǎn)品隨即誕生。

“針對(duì)目前傳統(tǒng)制造技術(shù)中合格率低、流程長、可靠性差的產(chǎn)品，可以采用3D打印技術(shù)生產(chǎn)出高性能、一體化的復(fù)雜構(gòu)件。”威豪鎂粉副總經(jīng)理吳枝炎告訴記者，2021年該公司營業(yè)收入超6000萬元，同比增長50%左右，預(yù)計(jì)今年將突破8000萬元，產(chǎn)品主要用于航空航天、國防工業(yè)、生物醫(yī)療等領(lǐng)域。

威豪鎂粉是國內(nèi)唯一一家工業(yè)化生產(chǎn)高純霧化球形鎂粉及霧化球形系列鎂合金粉的企業(yè)，其高純霧化球形鎂粉在國內(nèi)尚屬首創(chuàng)，技術(shù)和產(chǎn)品達(dá)到國際先進(jìn)水平。

在威豪鎂粉飛速發(fā)展增材制造之際，河鋼承鋼也在借助釩鈦資源加快布局。

“今年一季度，我們已為客戶交付9支3D打印的鋁合金件，完成去年全年交付量的75%。”河鋼承鋼釩鈦技術(shù)專家趙備備介紹，目前，該公司已成功研發(fā)出適合3D打印的金屬粉末，完成了30多個(gè)種類產(chǎn)品的測試打印工作，包括汽車模具、軍工雷達(dá)配件、飛機(jī)零部件等，滿足客戶差異化需求。

我省增材制造產(chǎn)業(yè)起步晚，但近幾年發(fā)展迅速，不少企業(yè)正在快馬加鞭加強(qiáng)布局，投入大量資源加快研發(fā)生產(chǎn)，涌現(xiàn)出一批致力于增材制造產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售等全產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大。

在石家莊，今年2月“敬業(yè)增材打印百臺(tái)級(jí)超級(jí)工程項(xiàng)目”開工。該項(xiàng)目計(jì)劃總投資4.6億元，新增90臺(tái)大尺寸金屬3D打印裝備，致力于打造集研發(fā)、生產(chǎn)加工、后處理、銷售為一體的全鏈條綜合項(xiàng)目，構(gòu)建完整的金屬3D打印產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈。此外，敬業(yè)增材也在進(jìn)行金屬粉末材料的布局。

在廊坊，中航邁特粉冶科技(固安)有限公司掌握了多種世界一流的制粉技術(shù)，突破并解決了一系列氣霧化制粉基礎(chǔ)科學(xué)和關(guān)鍵工程技術(shù)難題，成功研制出符合航標(biāo)、國軍標(biāo)等標(biāo)準(zhǔn)的粉末產(chǎn)品，產(chǎn)品性能與進(jìn)口相當(dāng)，部分產(chǎn)品性能指標(biāo)優(yōu)于進(jìn)口，已累計(jì)為全球2000余家用戶提供高品質(zhì)金屬3D打印粉末產(chǎn)品及應(yīng)用技術(shù)綜合解決方案。

在邢臺(tái)，河北春蕾3D打印產(chǎn)業(yè)園規(guī)劃了3D打印技術(shù)設(shè)備制造區(qū)、3D打印新材料生產(chǎn)區(qū)、智能制造產(chǎn)品發(fā)展區(qū)和3D打印技術(shù)研發(fā)中心。目前，園區(qū)已完成一期項(xiàng)目投資和建設(shè)，短短兩年就引進(jìn)了安徽科元、北京創(chuàng)聯(lián)、深圳知足、西安增材制造研究院等8家單位。目前，二期項(xiàng)目已啟動(dòng)建設(shè)。

省工信廳相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，近年來，我省增材制造產(chǎn)業(yè)從產(chǎn)業(yè)鏈上游向全產(chǎn)業(yè)鏈延伸，產(chǎn)業(yè)發(fā)展步伐明顯加快，關(guān)鍵技術(shù)不斷突破，裝備性能顯著提升，應(yīng)用領(lǐng)域日益拓展，涌現(xiàn)出敬業(yè)增材、春蕾集團(tuán)、瑞兆激光等一批具有一定競爭力的骨干企業(yè)，生態(tài)體系初步形成。

問題 產(chǎn)業(yè)規(guī)模化程度低，應(yīng)用廣度深度有待拓展

盡管我省增材制造產(chǎn)業(yè)取得了長足發(fā)展，但還存在產(chǎn)業(yè)規(guī)模化程度低、關(guān)鍵技術(shù)滯后、創(chuàng)新能力不足、專用材料性能亟需提高、應(yīng)用廣度深度有待拓展等問題。

記者調(diào)查發(fā)現(xiàn)，由于我省增材制造產(chǎn)業(yè)起步晚，增材制造企業(yè)總體上依然“小、散、弱”，多數(shù)企業(yè)處于初創(chuàng)期，缺少規(guī)模大、實(shí)力強(qiáng)的國際龍頭企業(yè)。不少企業(yè)受制于技術(shù)研發(fā)周期長、應(yīng)用成本高等因素，自身盈利能力較弱，持續(xù)創(chuàng)新投入面臨較大的資金壓力。

“由于金屬增材制造產(chǎn)業(yè)的原材料和裝備成本較高，市場應(yīng)用范圍相對(duì)狹窄，起初主要集中在航空航天、軍工等壟斷性行業(yè)以及醫(yī)療等高技術(shù)壁壘性應(yīng)用領(lǐng)域。”中航邁特粉冶科技(固安)有限公司負(fù)責(zé)人告訴記者，在企業(yè)民用或商用領(lǐng)域，由于中國消費(fèi)市場對(duì)金屬3D打印技術(shù)認(rèn)識(shí)不足，以及工業(yè)級(jí)金屬3D打印機(jī)的昂貴運(yùn)行成本和維護(hù)費(fèi)用，很多中小企業(yè)對(duì)其望而卻步，一定程度上阻礙了現(xiàn)有傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的變革升級(jí)，金屬3D打印行業(yè)需要一定時(shí)間的市場培育，方能形成較大的行業(yè)應(yīng)用規(guī)模。

“盡管產(chǎn)業(yè)園跟不少知名院所建立了合作，聘請(qǐng)了中國工程院院士、西安交大教授盧秉恒為園區(qū)首席專家，但企業(yè)自主研發(fā)高端設(shè)計(jì)人才相對(duì)缺乏，科研人員梯隊(duì)建設(shè)有待加強(qiáng)。”河北春蕾實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司副總經(jīng)理沈小武表示，目前企業(yè)引進(jìn)高端科研人才難，留用更難，急需闖出一條自主創(chuàng)新之路。

河北省增材制造學(xué)會(huì)副秘書長楊立寧認(rèn)為，目前我省增材制造產(chǎn)業(yè)整體創(chuàng)新研究方面還存在不足，處于跟跑階段，缺乏行業(yè)內(nèi)“卡脖子”技術(shù)攻關(guān)能力。盡管高等院校、科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)也有一些合作，但是產(chǎn)學(xué)研用密切結(jié)合的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)機(jī)制尚未有效形成。

“我省適合3D打印的專用材料開發(fā)滯后。”石家莊鐵道大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授齊海波指出，市面上的金屬粉末或絲材，很大程度上并不是針對(duì)3D打印特點(diǎn)而研發(fā)的原材料，無法滿足日益增長的增材制造產(chǎn)業(yè)需求，從而使得3D打印產(chǎn)品的應(yīng)用場景較窄。此外，我省3D打印原材料品種少，性能與國外產(chǎn)品存在差距。

業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，雖然我國已提出增材制造領(lǐng)域的多項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)，但尚未建立起涵蓋設(shè)計(jì)、材料、工藝設(shè)備、產(chǎn)品性能、認(rèn)證檢測等在內(nèi)的完整的增材制造標(biāo)準(zhǔn)體系。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的缺失，很大程度上制約了增材制造技術(shù)成果的累積、固化和推廣應(yīng)用，未能架起技術(shù)和產(chǎn)業(yè)銜接的橋梁，減緩了產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)程。

建議 加快關(guān)鍵共性技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展，積極推廣增材制造應(yīng)用

近年來，我省高度重視增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展，將3D打印列為我省重點(diǎn)布局的未來產(chǎn)業(yè)。《河北省戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃(2018-2020年)》《河北省加快智能制造發(fā)展行動(dòng)方案》等政策文件，都指出要加快發(fā)展3D打印等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。

“增材制造產(chǎn)業(yè)的頂層設(shè)計(jì)尚需進(jìn)一步完善。”齊海波建議，相關(guān)部門要加大對(duì)增材制造專用材料、裝備及關(guān)鍵部件等重點(diǎn)領(lǐng)域攻關(guān)的財(cái)政支持力度。加大增材制造應(yīng)用推廣力度，引導(dǎo)行業(yè)加快整合。聯(lián)合政府和行業(yè)資源，開展分領(lǐng)域的技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、應(yīng)用領(lǐng)域的研討會(huì)和對(duì)接會(huì)，搭建產(chǎn)業(yè)與政府、產(chǎn)業(yè)鏈上下游的對(duì)接通道，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)合作，加快技術(shù)推廣應(yīng)用。

在齊海波看來，我省應(yīng)結(jié)合實(shí)際，積極宣傳推廣增材制造應(yīng)用，將3D打印技術(shù)植入鋼鐵、鑄造等行業(yè)，助力產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型;加快布局動(dòng)漫、影視制作、工業(yè)設(shè)計(jì)等產(chǎn)業(yè)，加快3D打印技術(shù)成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化。

“加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研用，加快前瞻技術(shù)研究，加快關(guān)鍵共性技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展，形成完整的材料、裝備、工藝、檢測、應(yīng)用體系。”楊立寧建議。

可喜的是，我省創(chuàng)新平臺(tái)及產(chǎn)學(xué)研用已取得不菲成績。目前，河北科技大學(xué)已匯集了5個(gè)省部級(jí)增材制造創(chuàng)新平臺(tái)，分別是河北省增材制造產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院、河北省通用航空增材制造協(xié)同創(chuàng)新中心、快速制造國家工程研究中心河北省示范中心、河北省金屬3D打印工程研究中心、河北省金屬材料增材制造創(chuàng)新中心。前不久，河北省增材制造學(xué)會(huì)成立，為我省增材制造科研及從業(yè)人員搭建了交流平臺(tái)。未來，河北科技大學(xué)還將與春蕾集團(tuán)聯(lián)合培養(yǎng)產(chǎn)業(yè)人才。

業(yè)內(nèi)人士建議，我省應(yīng)加快建立完善增材制造標(biāo)準(zhǔn)化體系，從基礎(chǔ)共性、關(guān)鍵技術(shù)到測試方法、質(zhì)量評(píng)價(jià)、軟件系統(tǒng)及相關(guān)技術(shù)服務(wù)，全面鋪開增材制造標(biāo)準(zhǔn)化工作。加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)的推廣與實(shí)施，培育第三方認(rèn)證機(jī)構(gòu)，加強(qiáng)對(duì)增材制造產(chǎn)品的檢驗(yàn)與認(rèn)證的能力建設(shè)，促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作與行業(yè)緊密結(jié)合。(米彥澤)

關(guān)鍵詞： 產(chǎn)業(yè)規(guī)模突破 增材制造產(chǎn)業(yè) 數(shù)字模型 新興制造技術(shù)