长沙3D打印产业快速发展，增材制造技术应用论坛成功举办

2020年11月29日上午，2020年长沙网络安全·智能制造大会在湖南长沙隆重召开。在“中国（长沙）增材制造产业发展与技术应用分论坛”上，南极熊发现众多行业大咖莅临现场。


近年来长沙增材制造产业快速发展，初步形成了材料、设备、应用服务、完整的产业链。涌现出了华曙高科、湖南云箭、顶立科技等代表性企业，具有良好的产业基础和增长潜力。在湖南华曙高科技有限责任公司执行董事、副总经理程杰的主持下，现场围绕着3D打印的技术发展和应用展开了交流。
△湖南省科学技术协会党组成员、副主席  傅爱军先生致辞

傅爱军表示，“此次论坛在长沙举办，正是应用了增材制造行业发展的需要和时代的呼唤。在湖南省长沙市以及中国电子等单位的大力支持下，首次在长沙举办增材制造产业发展与技术应用论坛，将增材制造作为未来产业发展新的增长点，并重点培育。借此推动增材制造技术与信息网络技术、新材料技术、新设计理念的深度融合，力争抢占未来科技和产业制高点，对行业发展具有积极重要的意义。”


△卢秉恒院士做了“中国3D打印现状与未来”演讲

卢秉恒院士讲述了3D打印技术的发展，从金属材料到非金属材料，从3D打印，到4D打印、5D打印、太空打印。
“把3D打印发展到大空中去，人类有很多的太空之梦，地球是有一定寿命的，怎样去其他的星球上，在太空上实现制造很重要。现在普通的制造技术需要很多的工艺流程和大量的设备和辅助工具。3D打印则一台机器就可以完成全部的制造，因此，对太空制造来说，3D打印可能是一个非常理想的手段。在太空中没有地球的空气，无需担心氧化，而我们很多3D打印工艺恰好需要在真空下。太空中太阳能能量高，没有空气阻挡的衰减，能量密度是地球的5倍。我们可以得到取之不尽，用之不竭的能源。据说月球还有可以做核动力的燃料，可以进行再利用。如果从要求出发，去太空中探索，远比在地球上便宜得多。月球上发射没有阻力，月球的引力比地球小得多，很容易进入太空的轨道。”

从“3D打印+”的角度，卢院士还讲述了航空航天、船舶海工、新能源、机器人、再制造、精准医疗、汽车开发、塑料模具、建筑打印、数字创意等领域的应用进展。 另外，3D打印还是一个补链技术，比较适合用于供应链的补充和救急。目前整个全球的3D打印规模才数百亿美金，未来有可能达10万亿规模，增长空间非常大。


△中国中核动力研究设计所副主任、高级工程师  何戈宁主任做了“增材制造推动核工业领域技术创新发展”的演讲
何戈宁主任以“ACP100反应堆压力容器增材制造”为例，分析了核能领域3D打印应用的三大痛点：
①DFAM缺乏。3D打印释放了自由度，让复杂的设计成为了可能。现在比较热的是正向设计，正向设计完了以后涉及到具体的功能部件，还是有一些限制的。
②系统性规划的缺失。对于整个3D打印应用的价值规划产业规划是缺失的，只是做了一些零碎的工作。我们需要对整个布局进行梳理，希望有系统性的，从更高的角度来看3D打印在核领域的应用。
③标准规划的缺位。核能领域是个特殊的领域，对于国家、国民经济的重要性是不一样的。怎样能够建立一套标准规范体系，在这个标准规范体系下来推进3D打印的应用。今年的2月份国家出台了增材的标准领航计划，把核作为一个重点推动的特色领域，要建立标准，我们希望在这方面，跟我们的栗博士、国内的精英团队一起，把3D打印在国内的标准建立起来，推进3D打印在核领域的应用。
3D打印在核能领域的应用前景非常广阔，包括用3D打印来做减隔振、高效泵阀部件的研发、一体化设计减重设计、燃料创新设计、仿生设计、新材料的研发。我们希望能够和增材制造产业链上的各个优秀企业，包括湖南的云箭、华曙等一起深入合作，推动3D打印在核能领域的应用。


△中国航空综合技术研究所高级工程师、融融研究院院长、博士后  栗晓飞，做了“增材制造———标准引领产业发展与应用”的演讲

标准化是我们的产品在各个行业领域进行鉴定、认证，最终形成批成能力的保障。增材制造的标准为什么这么难出？因为它是多学科的、跨专业的、交叉融合的技术。栗晓飞介绍了FAA、EASA、ISO/ASTM等3D打印标准之后，重点分享了航空航天增材制造标准化，最后进行了标准的展望：
①鉴定与认证——从基于零件向基于过程的转变。从整个产品进入市场的角度来看，通过数据不断的积累，进行群类的鉴定，基本的结构或者特性很相似，这样就不用进行重新鉴定，到最后基于过程的鉴定。
②开展关键件的在线过程监测技术研发与标准化。这些数据好了之后通过在线监测收集的信息可以直接判断你产品的质量。
③建立数字化方式的大数据管理。可以用于工艺过程的改进。同时后期收集的数据很多，包括视频、文档、电子表格，这些数据一定要进行管理。最终形成数据，要最终进行分析和利用。
④建立并完善行业共识、自愿采用标准与认可机制。我们主要在做标准，成立了3D打印研究院，这里面联合了很多相应部门，包括军方、政府、企业、高校、研究所。最主要的目的是促进增材制造的生态圈建立，在这里从产业链的初期上游到产业链的下游，到质量监督部门，到后期真正的用户部门，还有政府机关在这个里面建立整个的生态圈，希望大家一起协同，共同把增材制造技术推广应用下去。

△北京空间飞行器总体设计部研究员  李林凌，做了“基于增材制造的航天结构轻量化设计”的演讲
“从某种角度来说，飞行器的成本，一公斤的成本是50万左右。如果把重量减轻，成本的下降就会很大，轻量化在航天领域非常受重视。”李林凌介绍，“中国空间技术研究院总体设计部，成立于1968年8月16日，是我国总体领域最多、专业技术最齐备的空间飞行器研制核心总体单位。现在3D打印领域在航天器领域的应用，一般需要采用拓扑优化设计和点阵结构胞元设计。从功能构建、次级结构、整体结构三大工程应用领域，都有了不少实例。”

△圆桌论坛高朋满座

演讲环节结束后，进入“增材制造的现状与未来”的圆桌论坛，嘉宾包括：
    湖南华曙高科技有限责任公司执行董事、副总经理  程杰；     
    中国航发北京航空材料研究院研究员、博士  陈冰清：
    国家增材制造产品质量监督检验中心（江苏）部长、高级工程师  高银涛；
    中瑞福宁机器人有限公司高级副总裁  肖永；
    湖南顶立科技有限公司董事长  戴煜；
    中国兵器装备集团增材制造研究应用中心副秘书长、湖南云箭集团增材制造应用研究事业部总经理  杨凯；
    飞而康快速制造科技有限责任公司副总经理  李伟；

嘉宾们从自己公司单位进入或者引入增材制造的初衷、目前已有的实际应用案例、未来的计划和愿景等方面进行畅聊：

• “军工企业云箭为什么做3D打印？是需求的牵引。新产品开发、军品、特种产品是一样的，周期越来越短，要求研发活动的效率越来越高。传统的制造周期长、工序很多，3D打印最大的优势是可以保障快速的研发、快速的成型制造、快速的验证新产品设计。意义非常重大。另外，我们做的产品很多是航空相关的，也追求轻量化、更高的载荷比。”
• “2020年是产业化的元年，有国外的、有国内的，很多3D打印产品上了型号，很多的进入了小批量生产使用。我们就是要做产业，今年飞而康规划了两个事，成立了增材制造产业化超级车间，是跟华曙联合打造的，规划了50台大中型的设备，面向一些快要批产的零件，来提供3D打印加工服务。”
• “我们华曙高科2019年下半年开始看到了产业化的趋势，客户一下子就买几台甚至几十台工业级3D打印机，用来生产终端应用零件。”
• “今年是产业的元年，跟我们历史上，从1999年、2000年左右，金属锻造成型的产业业态非常相同，那个时候搞粉末冶金的，如果不做金属锻造成型，就好像没有档次，跟现在一样的，很多搞研究不搞3D打印感觉不好意思。经过几年时间的发展，看热闹的时期已经过去，更多的是做点实事了。我们顶立科技一直和航天有合作，逐渐感觉应用前景非常大。”
• “3D打印现在主流的工业3D打印技术，不是万能的，必须要坚持和传统制造方法相结合，特别是增减材相结合的方法。”
  

我们可以看到，随着华曙高科、湖南云箭、顶立科技等本地3D打印企业的发展，加上当地政府的大力扶持，湖南长沙越来越成为中国3D打印产业化的重要基地，有望出现世界级的3D打印领航企业。