3D打印引领“陕西制造”

2015年9月7日 《城市经济导报》第A5版

      院士给总理上课，这也意味着国家领导非常重视“促进中国制造上水平”，而这盘大棋的紧要处之一，就是要抓住世界产业技术发展的新趋势，改造传统意义上的中国制造，3D打印正是这样的尖端技术之一。
　　如果说全球3D打印技术发端于1980年的美国，爆发于2012年美国总统奥巴马宣布创立美国“制造创新国家网络”计划，那么中国3D打印技术的再出发应该是2015年。
　　这一年，中国颁布实施了《中国制造2025》战略规划，明确了3D打印在制造业领域的地位；同年8月21日，李克强总理携国务院相关部门亲自“聆听”了来自我国3D打印领域权威专家——中国工程院院士、西安交通大学卢秉恒教授题为“先进制造与3D打印”的讲座。
　　这三十余年，新生事物潜入人们生活的速度越来越超出原有的认知和预期，而3D打印技术被誉为一个国家抢占未来制高点的一项颠覆性技术。
　　将观察的视角移向陕西，不难发现，在3D打印研发领域，陕西是当之无愧的领头羊。
　　记者从陕西省科技厅了解到，截至2014年年底，陕西共有3D打印相关公开发明专利申请1106件，其中授权390件，实用新型专利申请1221件，专利数量位居全国首位，占全国该领域专利数量一半左右。
　　“现在到了科技企业发展的黄金时期，3D打印无疑将引领制造业发展的新方向，作为科研和制造大省，如果再不抓住机遇，陕西又将错过发展的新一轮黄金期。”西安交通大学机械制造系统国家重点实验室主任、长江学者李涤尘教授说。
　　生长
　　3D打印技术有一条清晰的发展脉络：其概念萌芽于20世纪50年代，但是，直到80年代美国才出现第一台商用3D打印设备。2012年，是全球3D打印技术艰难生长的一个转折点。是年，美国总统奥巴马宣布创立美国“制造创新国家网络”计划，吹响了3D打印技术快速发展的“集结号”。
　　随后，中国在全球化的浪潮下，3D打印产业被提上了议事日程。而这一切，在业内专家看来，源于3D打印从国外到国内、从民间到政府层面关于工业4。0、关于智能制造战略布局带来的热潮。
　　2012年10月，国内成立了中国3D打印技术产业联盟，这意味着“小而散”的局面正在向资源整合及技术交流的阶段发展，这有利于国内3D打印技术的进一步研发与突破。
　　2013年11月5日，作为全国3D打印领域的佼佼者，陕西省3D打印产业技术创新联盟成立，联盟由西安交通大学等5家核心单位发起，共32家单位组成。
　　然而，这样的发展速度，并不能掩盖3D打印技术在国内及陕西省艰难生长的一面。
　　我国与国外的3D打印技术相比，在装备、工艺或是材料上还是有较大差距，但是在3D打印的某些具体工艺中，我们与国外的差距不大，甚至从某些技术层面讲，在世界上处于领先水平。”陕西恒通智能机器有限公司研发中心主任曹毅在接受记者采访时说。
　　要想更深入地理解3D打印技术，首先必须从其概念入手。
　　目前，业界的共识是：3D打印技术是增材制造技术的通俗称谓，这种技术不需要传统的刀具、夹具及多道加工工序，利用三维设计数据在一台设备上由程序控制自动、快速和精确地制造出任意复杂形状的零件，从而实现设计和制造数字化“自由制造”，解决许多过去难以制造的复杂结构零件的成形，并大大减少了加工工序，缩短了加工周期。
　　全球市场研究公司Gartner预测2018年全球3D打印市场出货量将超过230万台，规模有望达到125亿美元。

　　于是，工信部在3月份正式发布了《国家增材制造产业发展推进计划（2015—2016年）》。该文件提出，增材制造（即3D打印）产业销售收入要实现年均增速30%以上的快速增长，形成2—3家具有较强的国际竞争力企业。
　　对于3D打印的市场认识，西安铂力特有限公司总经理薛蕾说：“对金属3D打印来说，目前该行业刚刚崛起，整个行业没有完全苏醒，有的醒得早、起得早，在做这个事情，已经展现出很大的需求，目前国内还处于产业孕育期。”
　　冲击
　　在横向比较以后，目前全球3D打印行业差距都不是很大，国内外几乎处于同一起跑线。
　　但由于我国在基础领域存在的差距，3D打印产业所面临的冲击接踵而来。渐渐进入3D打印市场的企业，只是慢慢熟悉了市场前景和需求，但并没有在大规模产业化方面走得更远，更不用说走出国门，与西方发达国家一争高下。
　　专家尖锐地指出，目前国内3D打印的现状堪忧：规模小、分散、各自为政，知识、信息共享少；市场不太健康、不良竞争比较多；产品低端、照搬照抄多；有核心技术、创新的少。之所以如此，是因为没有一个公平、公正、知识和人才共享的平台来支持其正常发展。
　　“尽管已有部分技术处于世界先进水平，但国内3D打印成本较高，多用于实验，规模化应用尚需时日。用3D打印代替传统制造业批量生产，从效率、成本和可靠性等方面来看都面临着极大挑战。”曹毅在深入分析了陕西省3D打印现状之后表示。
　　在李涤尘看来，陕西的3D打印产业化之路走得较慢。“现在到了科技企业发展的黄金时期，3D打印无疑将引领制造业发展的新方向，作为科研和制造大省，如果再不抓住机遇，陕西又将错过发展的新一轮黄金期。”李涤尘说。
　　“我比较了中、德、美三国，认为德国的工业优势在于质量过硬、基础雄厚、工艺严谨；美国的优势在于社会创新、高科技研发、汇集全球资源与精英；中国的优势则在于拥有比较完整的工业体系、内需市场巨大、人力资源丰富。”卢秉恒说。
　　记者从陕西省科技厅了解到，目前陕西省在3D打印技术创新与产业化方面，实力雄厚，已经走在了全国前列，而陕西省3D打印技术的科研力量主要分布在西安。
　　同时，截至2014年年底，陕西省3D打印技术专利数量位居全国首位，占全国该领域专利数量的一半左右。
　　针对此，“陕西省专利数量占到全国的一半，很大程度上来自于西安的各大高校。” 曹毅说，“但单纯的比较专利数量没有意义，因为目前很多有关3D打印技术的专利实用性不强，在实际应用中很难得以体现。”
　　进一步来说，陕西省3D打印面临的问题，并不是个案，这在目前各个省份的各自为战中得到了体现。
　　李涤尘认为，如果像目前这样，各个省市埋头自我发展，缺乏全国一盘棋的统一规划，用不了多长时间，3D打印的发展恐怕就会出现很大的泡沫，不利于整个产业的良性健康发展。
　　走向
　　有句话说得好，与其在问题上争论不休，还不如将眼光放长远些。这句话，同样适用于当前我国3D打印技术未来的发展思维逻辑。
　　卢秉恒在分析“中国制造2025”时认为，支撑智能制造的三大技术是：机器人、智能装备以及3D打印。中国目前需要在工业2。0、3。0方面补课，同时推进实施“中国制造2025”，大力发展工业4。0，一方面要鼓励制造业科技创新，一方面要提高制造业企业的资金利用率。
　　西北工业大学教授、凝固技术国家重点实验室主任黄卫东认为，3D打印产业化之路任重道远，还有很多事情要做，首要的就是解决社会、工业界、政府、银行等对3D打印的正确认识问题，准确把握3D打印技术特点，哪些是适合运用的，循序渐进地运用到工业中去。
　　“整体来说，国外几个著名3D打印公司的装备和工艺技术以及软件、材料相对国内还是领先，国内的市场尚在培育中，应用领域正在逐步拓宽。”曹毅说，“尽管目前我们进入欧美市场很难，但是必须提前布局新兴市场，尤其是俄罗斯、东南亚和南美国家，在全球化制造业全球化浪潮抢占一席之地。”
　　记者从省科技厅获悉，在3D打印产业技术创新联盟及一系列政策的推动下，陕西省3D打印产业化规模效应逐渐凸显。
　　陕西省知识产权局的调研报告显示，3D打印产业作为新兴产业，抢夺知识产权就是抢占市场，我国的技术研究人员应充分重视知识产权保护，合理规划专利布局，在技术领先领域不断扩大专利保护范围，及时建立专利池，形成坚固的专利屏障。
　　“陕西省在3D打印产业的航空航天应用领域具备很强的技术优势，并且在这一领域有专利储备做支撑，当务之急是在继续加强创新研发的基础上，努力开拓产业化、商业化路径，积极引导企业有针对性地进行资源整合。”陕西省知识产权局副局长杨行云说。
　　未来，3D打印技术要突破的第一个瓶颈是产业化的规模，产业化规模要上去首先要解决标准化的问题。第二个就是原创技术的问题，我国现有的原创不多，3D打印很多东西有创新的空间，所以应该发扬学科交叉来发展原创技术。
　　“作为一项高新技术产业，3D打印的产业化离不开强大的研发技术支撑，目前清华大学、西安交大和华中科技大学是3D打印研究的主阵营。”李涤尘说，“国家在产业布局上，是否应充分考虑到各地的科研技术实力，比如北京、西安、武汉等地。”