我國增材制造技術與產業發展研究

當前，以增材制造（3D打?。榇淼男轮圃旒夹g，其基礎研究、關鍵技術、產業孵化等都在快速發展。增材制造技術改變了產品的設計制造過程，被視為諸多領域科技創新的“加速器”、支撐制造業創新發展的關鍵基礎技術；進一步改變了產品的生產模式，驅動定制化、個性化、分布式制造；通過云制造并與大數據技術結合，加快傳統制造升級，實現制造的個性化、智能化、社會化；對制造業起到巨大的推動和顛覆性變革作用，助推航空、航天、能源、國防、汽車、生物醫療等領域核心制造技術的突破和跨越式發展。

我國增材制造技術進展

我國初步建立涵蓋3D打印材料、工藝、裝備技術到重大工程應用的全鏈條增材制造技術創新體系，相關技術研究涉及從光固化材料的原型制造（產品開發）到大尺寸金屬材料的增減材一體化制造（裝備應用）的完整環節，包括各類工藝的增材制造裝備與增材制造數據處理、各類成形工藝的路徑規劃軟件、模擬增材制造過程物理化學變化的數字仿真軟件、數字孿生體建模仿真、空間原位增材制造等。工程應用技術拓展至工業領域的產品裝備創新、工業領域高價值部件的再制造修復、重大裝備的原位修復與制造等。通過持續努力，我國增材制造技術研究在工藝與裝備穩定性、精度控制、變形與應力調控等方面取得良好進展，大幅面動態鋪粉的旋轉粉末床增材制造裝備、新一代高性能難加工合金大型復雜構件增減材制造裝備等系列產品研制成功并投入應用。

科研院所、裝備制造企業與下游用戶組成“產學研”聯合體，協同開展大尺寸金屬增材制件的成形工藝與裝備、檢測技術、標準的研制。裝備企業積極推動增材制造技術在結構優化設計、材料、裝備、工藝、檢測評價等環節融入現有制造體系，提升新型號制造保障能力；開展復雜異形構件研制及批產工作，帶動成熟的航天動力型號演進升級。

我國增材制造產業進展

我國形成國家級、省級、重要行業的增材制造創新中心協同布局，骨干企業率先發展的創新網絡與產業生態體系；增材制造產業鏈的各環節，包括原材料、關鍵零部件配套、裝備研制、共性技術研發平臺、應用服務商以及各應用領域，都在快速發展。我國消費級增材制造產業規模全球領先。在高性能金屬增材制造原材料及其生產裝備方面，基本實現了國產化替代，具有批量化供應和成本競爭優勢；核心器件及零部件的國產化進程加速，在國產中低端裝備上實現了規?；涮?；高性能金屬增材制造裝備基本突破了規?；?、產業化瓶頸，5軸增減材混合制造裝備已實現商用。增材制造砂型成為鑄造行業轉型升級突破口，建成萬噸級鑄造3D打印制造工廠；實現新型飛機研制過程中的增材制造結構件占比超過3%，建成火箭發動機零組件的智能生產車間。

我國增材制造產業規模穩步增長。中國增材制造產業聯盟數據表明，2021年我國增材制造產業規模為265億元，30%的增速超出世界平均水平約10個百分點。增材制造產業鏈上的大、中、小企業融通發展格局顯現，國內增材制造設備供應商積極從跟隨狀態轉向自主創新發展，龍頭企業具備了參與國際市場競爭的技術能力。以京津冀地區、長三角地區、珠三角地區為核心，中西部地區為紐帶的增材制造產業發展的地域空間格局基本形成，區域性產業鏈集聚優勢逐步體現。

為應對國際市場與技術交流的形勢變化，促進我國增材制造產業鏈的健康發展，產業界積極推動增材制造“產學研用”協同發展模式，補齊產業鏈薄弱環節，突破關鍵技術瓶頸。增材制造產業鏈的上、中、下游機構與企業緊密合作：下游的用戶從需求出發解決了合適的技術來源，上游的增材制造原材料生產與銷售商、中游的增材制造設備與打印產品服務廠商明確了技術開發重點及市場方向。例如，航空、航天、核電、醫療領域的用戶，與國內相關企事業單位組成技術攻關聯合體，開展增材制件的實驗驗證與認證工作，實現國產材料、工藝裝備在各領域的“能用、敢用、規?；瘧谩?。

我國增材制造技術與產業發展建議

建立增材制造協同創新機制并支持企業開展應用創新

建議以國家整體目標、產業發展需求為導向，統籌正在規劃建設、以各類創新中心為代表的國家戰略科技力量；在增材制造重點領域給予連續性政策支持，借鑒國際先進科研機構的管理模式與經驗，構建穩定適用的團隊管理模式，兼顧科研團隊的穩定發展與分工協同。建立由國家級科研機構、產業聯盟、第三方機構組成的產業鏈安全預警機制，加強增材制造前沿技術與產業發展的戰略研究，制定增材制造工業基礎能力與關鍵共性技術提升計劃、發展目錄、標準開發以及增材制造技術與產業發展路線圖。建設各類科研機構、科研項目的協同機制，開展增材制造產業基礎與關鍵共性技術研究，支持解決前沿技術和創新成果的工程轉化難題，為裝備制造行業的產業鏈高級化、產業鏈現代化提供堅實支撐。

建議制定鼓勵企業應用自主技術產品的獎勵和補助政策、符合技術創新規律的新型科技機構考核與管理辦法。明確考核導向，提高技術創新在考核中的比重，分類考核長期研發投入和產出，形成長期扶持、鼓勵創新、寬容失敗的考核機制，激發企業創新動力；引導企業從依靠過度資源消耗、低性能/低成本競爭模式轉向依靠技術與應用創新、實施差別化競爭模式，提升中國制造行業的國際競爭力。

圍繞重大裝備需求開展增材制造工藝變革專項技術攻關

圍繞國防重大戰略需求、國際前沿競爭需要，開展重大裝備發展的頂層設計，從原始創新、新材料、核心器件、工業軟件、高端裝備、創新應用等方面著手，強化增材制造技術創新體系。建議設立增材制造工藝變革科技專項，建設用戶牽頭、多元主體參與的協同機制并形成“產學研用”聯合體；建設增材制造產業鏈的產品質量保障體系，覆蓋原材料規范、成形精度、生產效率、專用軟件、制造裝備、后處理、檢測檢驗、標準等；破解增材制造產業鏈的技術瓶頸環節，為重大裝備制造提供配套技術支撐。

科技專項將重點支持增材制造在重大裝備研發與生產單位中的技術擴散和產業化應用，推動國產的材料、軟件、器件、制造裝備、應用工藝流程等全鏈條技術在大型飛機及無人機、航空/航天發動機、重型運載火箭、空間飛行器、汽車、醫療器械、海洋裝備等工程裝備及關鍵部件整體化制造中的應用示范，培育并提升中小企業在增材制造產業鏈中的參與程度?？萍紝ｍ棇⒅攸c引導增材制造技術在真實場景中的加速應用及技術迭代，建設面向應用對象的增材制造全工藝流程基礎數據庫，適應技術研究、性能驗證、產品研制的實際需要；在深層次解決國產材料、關鍵功能部件、工業軟件等產業配套問題的同時，實質性提升增材制造關鍵技術與裝備的國產化能力及國際市場競爭力。

深化區域性增材制造產業集群建設

把握國際高端裝備產業創新發展趨勢與規律，立足國情實際與裝備需求，優化頂層設計并統籌區域性增材制造產業發展規劃。針對增材制造創新鏈和產業鏈的技術密集、資金密集、人才密集特點，建議整合各地區的優勢科技資源與先進制造產業鏈資源，高效推動“3D打印+”細分行業的協調發展。圍繞世界級產業集群建設目標，以京津冀地區、長三角地區、珠三角地區、中西部地區的增材制造產業優勢聚集區為基礎，推進增材制造技術與各地區優勢產業鏈、供應鏈的深度融合；打破不合理的地區限制和隱性壁壘，推動產業鏈、供應鏈的跨區域協同發展，形成具有國際競爭優勢的中國增材制造產業鏈生態。建議成立由管理部門、創新平臺、企業用戶共同參與的增材制造產業鏈“雙鏈主”，在整機及關鍵功能部件、應用創新方面提供必要支持，實施技術攻關和應用示范，實現增材制造產業鏈與區域內各應用行業產業鏈的協同發展。合理給予稅收優惠或金融支持，引導中小企業向“專精特新”方向成長，支持深耕基礎零部件、材料、元器件、傳感器、工業軟件、專用裝備等細分領域，以差異化發展實現產業鏈提升。鼓勵各類企業采取投資入股、聯合投資等方式，與增材制造創新平臺開展深度合作，實現創新資源高效整合、創新驅動產業發展。推動各領域的重點企業加大國產增材制造裝備、國產器件的應用力度，推動軍民技術的一體化發展，以應用創新促進能力提升。

（本欄目文章、觀點、數據摘編自《財經》《中國經濟報道》《中國工程科學》、經濟觀察網、安邦智庫、賽迪智庫等）