1談金屬增材制造的趨勢

楊永強教授：在所有增材制造技術(shù)里，金屬增材制造應該是目前發(fā)展*快，也是應用前景*好的技術(shù)之一。目前，它有幾個發(fā)展趨勢：一是，零件尺寸越做越大。現(xiàn)在增材制造出來的零件大部分尺寸較小、效率偏低，滿足不了工業(yè)發(fā)展的要求以及市場對于大型零部件的需求；二是，成型效率和制造精度進一步提升。供應商、市場在這方面的要求也比較高；三是，比較完善的檢測系統(tǒng)和制造標準的出臺。現(xiàn)在國內(nèi)很多設備制造商，以及國外比較有名的一些制造商在中國銷售設備，但是，現(xiàn)在我們制造產(chǎn)品的標準以及檢測的體系還沒完全建立起來。很多人說國外的設備做的好，國內(nèi)設備不好，這只是一個先入為主的觀念，沒有什么依據(jù)，這也體現(xiàn)了制訂標準的重要性；四是，應用端開發(fā)持續(xù)加快。無論是金屬增材制造還是3D打印，全球的應用、市場份額都不是很高，尤其在國內(nèi)，盡管現(xiàn)在炒的火熱，但真正的市場營收、經(jīng)濟效益并不明顯，甚至可以說比較少，主要的原因就在于應用端還沒有充分開發(fā)，在很多應用領(lǐng)域，人們還不太了解和認識金屬增材制造和3d打印技術(shù)，不知道它能做什么，能做到什么程度？因此，應用端是整個行業(yè)亟待開發(fā)的。

2談金屬增材制造工業(yè)應用

楊永強教授：金屬增材制造的工業(yè)化應用領(lǐng)域，主要有三個：

*個是航空航天。航空航天領(lǐng)域很多零部件都比較復雜，成本較高，3D打印與增材制造因為它的技術(shù)特點，特別適合在這一應用領(lǐng)域大展拳腳。國外像GE公司，以及國內(nèi)很多航空航天的企業(yè)也都非常重視在這一領(lǐng)域的發(fā)展。

第二個是生物醫(yī)療。3D打印在生物醫(yī)療領(lǐng)域的應用非常受矚目，且已經(jīng)普及——從模型，到一類器械、二類三類器械都已經(jīng)有成功案例，尤其是三類器械如植入體，這方面的應用受到了國家、地方還有整個行業(yè)的高度重視。所以說生物醫(yī)療是3D打印未來發(fā)展非常大的一個市場領(lǐng)域。不過，這一領(lǐng)域尚需解決一個約束的瓶頸——先獲取醫(yī)療許可。

第三個是工業(yè)模具領(lǐng)域。在3D打印還叫“快速成型”的時候，就有很多預測說模具行業(yè)是3D打印*大的應用領(lǐng)域。工業(yè)模具行業(yè)有著每年數(shù)千億的市場，可謂巨大。但3D打印在模具上的應用還遠遠沒有達到它該獲得的市場份額，還僅處于起步階段，主要原因在于它的競爭對手CNC技術(shù)比較成熟，很多工業(yè)模具用CNC機床就可以做出來，對比之下3D打印還沒有太大的優(yōu)勢，但隨著工業(yè)的發(fā)展、技術(shù)的提高，3D打印適合于各種形狀復雜、曲面、可打印內(nèi)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢會凸顯。隨著以功能需要為導向的3D打印越來越被認可，當3D打印達到*佳的性價比時，未來在工業(yè)模具領(lǐng)域會有非常大的發(fā)展空間。

3談增材制造相關(guān)扶持政策

楊永強教授：在我國，從國家有關(guān)部委，到地方政府，都對3D打印產(chǎn)業(yè)給予很多政策和項目的支持。分兩個層面說吧：一、國家層面，基于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的出發(fā)點，近年來，工信部、科技部、發(fā)改委等十二個部委發(fā)布了兩份制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)劃——分別是《增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進計劃（2015-2016）》與《增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃(2017-2020)》，在這兩個發(fā)展規(guī)劃里，都把金屬增材制造裝備、3D打印材料列為首要的發(fā)展對象之一，這也可以看出，增材制造技術(shù)在中國制造里的重要地位；二、地方層面，比如說，2014-2018年，廣東省連續(xù)4年推出了專門的激光和增材的重大專項，支持了很多項目；2018-19年又參照國家的科技部的重點研發(fā)計劃，也投入大筆資金支持并制訂了激光和增材制造的重點研發(fā)計劃。

無論是國家還是地方的這些實實在在的舉措，主要目的是推進產(chǎn)業(yè)發(fā)展。比如說廣東省去年年底出臺“促進科技創(chuàng)新十二條”，雖然沒有重點提及3D打印，但它也是科技創(chuàng)新重點支持、重點發(fā)展的對象。此外，還有很多配套的政策。

這些政策吸引了大量的社會資金投入到3D打印行業(yè)，促進了產(chǎn)業(yè)的繁榮發(fā)展。在這些政策、資金的支持下，*、省市級3D打印創(chuàng)新中心紛紛建立，甚至一些大企業(yè)，都在相繼建立增材制造研發(fā)和創(chuàng)新中心。可以看到，3D打印技術(shù)受到的重視可以說是*的，沒有任何一個技術(shù)曾有如此待遇，相信在各級各方的重視下，金屬增材制造、3d打印有著非常光明的前景。

4談專利落地的產(chǎn)業(yè)化

楊永強教授：我們?nèi)A南理工大學在金屬增材制造領(lǐng)域進行研發(fā)是從2002年開始的，也從那個時候開始進行專利上的布局。我們的專利大概分幾個方面，一是設備，設備的專利主要在關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵零部件方面；二是控制軟件和外觀設計專利；三是3D打印的創(chuàng)新應用。

我們?nèi)A南理工大學金屬材料增材制造團隊經(jīng)多年的積累，已經(jīng)申請了300多項專利，其中，發(fā)明專利授權(quán)的已經(jīng)達到48項，實用新型專利授權(quán)的已經(jīng)超過了120項。我們還有很多應用領(lǐng)域的創(chuàng)新專利，比如醫(yī)學應用，從口腔科到骨科，有很多關(guān)鍵技術(shù)的專利……華南理工把一些重點設備的發(fā)明專利以及一些重點的實用新型專利轉(zhuǎn)移給了雷佳增材公司進行產(chǎn)業(yè)化。

雷佳是一家2017年成立的科技型企業(yè)，它主要以生產(chǎn)金屬3D打印機為主，目前有DiMetal-50、DiMetal-100等小型金屬3D打印機以及DiMetal-280、DiMetal-300、DiMetal-500等大型多材料金屬3D打印機。這些設備都是因應用需求而開發(fā)的。此外，雷佳還承接加工服務等業(yè)務，在模具、醫(yī)學、精密零部件、珠寶首飾等等行業(yè)，也做了大量的加工服務和示范應用。由于一個企業(yè)發(fā)展有一定的規(guī)律，雷佳成立才兩年，設備主要在一些特定行業(yè)銷售，市場占有率還有待提高。其實整個3D打印市場規(guī)模現(xiàn)在也不是很大，所有的企業(yè)都處在開發(fā)市場的起步階段，但雷佳是一家開拓性企業(yè)，相信在不久的將來，雷佳的產(chǎn)品會在某一些行業(yè)里大放異彩。

我們還把一些應用方面的專利轉(zhuǎn)移給了其它企業(yè)，比如做牙科正畸托槽的廣州瑞通生物科技有限公司。我們還和北京大學第三醫(yī)院合作，申請了20多項像膝關(guān)節(jié)方面的發(fā)明專利，通過授權(quán)和出售的方式賣給了北京某家醫(yī)療器械有限公司，由他們專門把3D打印的膝關(guān)節(jié)應用到臨床上，進行產(chǎn)業(yè)化和醫(yī)療許可。可以說，我們的技術(shù)專利，從專利申請、布局到專利轉(zhuǎn)化、應用等方面工作開展得十分順利。

5談金屬增材制造的產(chǎn)業(yè)布局

楊永強教授：目前整個3d打印的應用市場還有待開發(fā)，不光是雷佳，國內(nèi)所有的3D打印設備制造商都肩負著開發(fā)市場的重要任務。雷佳在市場開發(fā)方面將著手在四個領(lǐng)域做一些準備與投入：一是醫(yī)學領(lǐng)域。醫(yī)學市場體量非常大，但醫(yī)學應用有一些準入門檻，比如3D打印產(chǎn)品須通過醫(yī)療器械管理部門和國家藥監(jiān)局認證，以及個性化設計方面也需要制定一些標準等等，而且社會認知也需要一個過程。目前在這一領(lǐng)域，我們可以提供一些加工服務，比如幫醫(yī)院打一些樣品來做一些測試性的臨床試驗，但大規(guī)模生產(chǎn)還需要進一步開發(fā)；二是模具領(lǐng)域。工業(yè)模具的需求非常大，3d打印未來在這一領(lǐng)域的巨大能量是可預見的。只是目前的3D打印在兩個方面有所欠缺——一是表面質(zhì)量和尺寸精度需要提高；二是成本過高。隨著市場的開發(fā)、材料和設備的逐漸成熟，成本逐漸下降，高性價比的3D打印在模具領(lǐng)域廣泛應用指日可待；三是珠寶首飾領(lǐng)域。其實非金屬的蠟膜和樹脂膜在珠寶首飾領(lǐng)域的應用已經(jīng)很普遍，但金屬打印現(xiàn)在還處于初期階段，未來市場的發(fā)展空間非常大，我們在這方面還需要做大量的開拓性工作去開發(fā)市場；四是精密小型零部件領(lǐng)域。打印體積小、形狀復雜、需求量大的物件是3D打印的優(yōu)勢所在，量產(chǎn)化是未來的發(fā)展方向，以此打破“3D打印只能做單件和小批量生產(chǎn)”的束縛，精密小型零部件將會是產(chǎn)生巨大經(jīng)濟效益的領(lǐng)域。目前我們已經(jīng)在這個領(lǐng)域做了一些嘗試，取得了不小的突破。

6談增材制造產(chǎn)業(yè)化的經(jīng)驗與教訓

楊永強教授：對一種新的技術(shù)進行一些創(chuàng)新的開發(fā)其實并不是一件容易的事，要在增材制造行業(yè)扎穩(wěn)腳跟，首先，你需要有敏銳的眼光，在整個科技發(fā)展的前沿發(fā)現(xiàn)并找到適合自己的突破口，即是根據(jù)自身的能力、自身的優(yōu)勢選擇適合的技術(shù)領(lǐng)域，而不是盲目地對不擅長的事情大包大攬。比如我87年研究生畢業(yè)就進入了激光領(lǐng)域，在相長的時間里，這個行業(yè)并沒有做起來，在我接觸激光3D打印技術(shù)后，我覺得這會是未來一個很有潛力的發(fā)展方向，便從激光行業(yè)轉(zhuǎn)到了增材制造技術(shù)上來，也算是比較早進入增材制造領(lǐng)域的。

第二點，長時間的堅持。我曾說過我在這個行業(yè)里坐了10年冷板凳，這話怎么說的呢？就是我們剛剛開始金屬3D打印研究的時候，大家對此相當陌生，都覺得這是很好的技術(shù)，但當我們進行推廣的時候，他們就會說你的尺寸精度不夠，強度不行……缺點能給你說一大堆，但在挫折面前，你需要保持耐心，認準一個方向后，堅持不懈，幾年、幾十年……投入大量的精力去堅持。很多同行說我們?nèi)A南理工大學的團隊在這個領(lǐng)域做的非常好，其實大家只看到我們今天的輝煌，沒看到我們前面那么多年的心酸。人們從開始的不認識到認識，到現(xiàn)在有更多的人來主導、來投入這一技術(shù)領(lǐng)域，做研發(fā)、做生產(chǎn)，發(fā)展態(tài)勢很喜人。

第三，緊跟市場。我們做科研的，做論文、做技術(shù)研究，如果束之高閣并不會產(chǎn)生什么社會效益，要緊跟市場，去做一些應用前景比較好且市場需求的技術(shù)開發(fā)。這些年來，我們?nèi)A南理工大學一直就是這么做的。