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李培根:增材制造技術工程科技發展戰略研究報告
發布日期:2013/6/26 15:05:26  來源:http://miit.ccidnet.com/art/32559/20130626/5034149_1.html  

【賽迪網訊】6月26日消息,第三次工業革命、新工業革命和3D打印(增材制造)正成為時下中國最熱的詞匯,由工業和信息化部、科技部、中國科學院、中國工程院聯手主辦的“新工業革命與增材制造”國際研討會于今日在北京展覽館報告廳隆重召開,全國政協副主席、科學技術部部長萬鋼先生、工業和信息化部部長苗圩先生、中國科學院副院長施爾畏先生、中國工程院副院長干勇先生、工信部裝備工業司張相木司長、工信部軍民結合司屠森林司長、科技部高新技術發展與產業化司楊咸武副司長、中國機械工程學會監事長宋天虎先生、《3D打印:從想象到現實》作者胡迪·里普森教授和麥爾芭·庫日曼女士、FMD創始人Stratasys公司董事會主席Scott Crump先生、Materilise公司執行副總裁Bart巴特先生、美國總統科技技術辦公室助理主任Thomas Kurfess先生、中國工程院李培根院士、中國工程院盧秉恒院士、北京航天航空大學王華明教授、中國電子信息產業發展研究院羅文院長、中國電子信息產業發展研究院宋顯珠黨委書記等政府領導、國內外知名學者、一線專家和產業同仁共同出席了下午的主論壇。



增材制造戰略咨詢研究組組長李培根院士

增材制造戰略咨詢研究組組長李培根院士出席本次“新工業革命與增材制造”國際研討會主題論壇并發表題為《增材制造技術工程科技發展戰略研究報告》的主題演講,以下為演講實錄:


李培根:

女士們、先生們,下午好!

下面,我向大家匯報一下最近我們工程院做的一個咨詢項目。去年大概九、十月份的時候,世界上第三次工業革命生產制造等等熱起來之后,在盧院士和周院士的建議下,我們工程院做了一個戰略咨詢報告。前兩天報告基本上做完了。我現在在這里把這個報告的情況,給大家講一下。

我相信在座的都知道,第三次工業革命,尤其去年里夫金的書出來以后,在中國引起了很大的反響。大家認為第三次工業革命有可能改變未來的生產與生活的模式,這個影響很大,生產制造又是第三次工業革命標志性的,但這些可能現在還是有一些爭論,不同的意見。

我想我們的報告,不去討論真正第三次革命的標志是什么,這不是我們關心的問題,但是我們認為增材制造不管怎樣講,是有很大的發展前景的。這方面我們也提出一些建議。我們項目組的成員以及執行過程就不詳細講了。

我們開了很多討論會以及調研工作,這是在人民大會堂盧院長當時跟我們一起進行的討論,這是在武漢舉行的研討會,這中間有英國、美國、德國,中國機械工程學會的領導,美國、德國,英國等專家,以及國內專家和企業人員,有兩百個人參加的這次會,我們做了廣泛的交流。

3月份在北京,在中國機械工程學會的主辦下,我們又開了一次科普圖書的撰寫研討會。有一些學校參加,也有一些院士參加。這也是在3月在武漢舉行的另外一次會議,這個月初在武漢又舉行了一期討論會,作為報告的最后定稿。

總而言之,我們的咨詢報告主要是三個大的方面。

第一,科普報告。希望以通俗的語言介紹概念、瀏覽、現狀、案例等等。大家可能感到奇怪,我們一個咨詢報告為什么要去弄這個科普的圖書?我覺得這個科普圖書,對增材制造未來在中國的普及非常重要,我們仔細想想,我們對比一下,美國和中國在增材制造方面的情況、研究和研發,我們國內有好多家,并且有一些已經做的非常好。但是,我們發現有一個很大的差別,美國民間對增材制造的熱情,遠遠大于中國,我們怎么去激發民間對增材制造,包括它的運用熱情,我們想科普圖書是非常重要的。我們希望通過科普圖書,尤其是對于青少年,我們吸引更多的青少年去關注增材制造,激發青少年的創意。這樣,增材制造未來在中國才會有前景,否則,光是我們大學的,包括一些研究院所,一些人在那研究,這是遠遠不夠的。另外一個我們是一個技術報告,再就是對政府的建議。

第二,科普圖書。這是面向所有對增材制造技術感興趣的人,當然要用簡明生動的形式去介紹,我覺得這本書里面,我覺得我最感興趣的,就是它的案例,該書搜集了大概一百個案例,領域涉及到航空航天、汽車、現代制造業、醫學、生物工業技術,包括個人消費以及生活品等方面。這個圖書考慮到科普內容,我們沒有用增材制造這個領域,用的3D打印。由中國機械工程協會組織,中國出版社出版,公開發行。在書里面,主要介紹了什么是3D打印,3D打印的由來,現在的3D打印,一百個案例,最后是3D打印的未來,大家可以看看,樣書已經出來了。

技術報告我們分四大部分。

1.這是一個概述。

2.關于發展增材制造技術的重大需求分析。我們這里面包括國際形式,國內的發展需求,技術發展需求。

3.技術研究與應用現狀,增材技術,國內外的研究與應用現狀。

4.我國發展增材制造的建議與對策,這部分對于政府來講,是最重要的。

從意義來講,這個我想大家也都比較熟悉,我也不去細講,簡單提一下,可以成為我們國家制造業基礎創新的有效手段,原因就是說,增材制造大大增加了創新設計空間。另外符合綠色制造的發展方向,有利于制造業的可持續發展。促進傳統制造業技術水平的提升,尤其是我們把增材制造技術和傳統工藝結合起來,有望培育新興產業,優化產業結構,促進產業升級。

國外的總體情況,從技術來講,已經從快速原型,工藝輔助等間接制造,發展到直接制造,裝備,產業化系列化向專業化發展,從科研到工業,高端型向辦公和個人消費等大眾化拓展。這在國外,正在形成一個集裝備材料、軟件服務一體的這么一個產業鏈。標準是需要的,現在已經開始國際標準的制訂,應用是多學科交叉的融合和發展,存在的問題,成形的材料種類,還很有限,不是所有的材料,都可以用這個方法,再一個是成形的精度低于傳統的,因為是單件生產,所以成本比較高。

我們國家的情況。我國形成了一批研究機構,也可以說華東科技大學、西安交通大學、北航、清華等等,還有一些院所,現在在這方面都做的很有特點,也有一些重要的研究基地,比如說華東科技大學的模具技術與國家重點實驗室,光電重點實驗室,我們學校還不是在一個院系,一個重點設計里面搞3D打印,是在多個不同的院系都有。西安交通大學,制造系統,國家重點實驗室等等。

我們國家面臨的理論差距。一個是理論研究跟國外相比有一定差距,我們在基礎理論與機制方面需要進一步的研究,技術研究也欠缺一些,材料研究薄弱,增材技術和材料,關系是非常大的。這方面我們跟國外比,無論是材料的種類還是材料的本身的指向方面,都有差距,再就是裝配整體性能較國外先進水平來講,還是差一些,大部分的增材制造,工藝裝備等等都有,我們北航都有,應該說跟國外的專門的公司,剛才講的Stratasys公司來講我們跟他們相比還是有差距。最關鍵的是我們對政府提出的建議,希望專項推進和機制創新,我們希望國家設立科技專項,社會資源與技術創新的結合,增材與制造技術符合我國的技術進步和產業提升。

設立的時間和投入,我們希望從2013年到2023年十年分兩期實施,第一期5年,投入40到50億,投入很大。研究共性技術與標準,基礎研究、共性技術,這方面很重要,真正未來的水準是體現在這方面。實際上是多學科的,涉及到很多很多的化學、材料、機械、生命信息、軟件,甚至數學物理等等,我們為支撐共性基礎要研究相應的標準和規范,國際上開始著手制訂國際標準。國家很重視這個標準的工作。建立科研與產業化基地,這是我們現在已經有一些基礎,剛才講了,我們有好幾個國家重點實驗室等等,可能今后還需要建一批增材制造的科研與產業基地,高端設備和未來發展,依托高等學校建立的科研與產業化基地,實現技術向產業的快速轉移,增強高端技術和社會的國際競爭力,低端設備,這個我們想,主要要依托社會化的企業的創新發展,我們講科研與產業化基地,高端的領域,尤其是和基礎共性基礎相關的,我們集中在高端,這樣更現實一些,低端的,像社會化的企業,集中在這些產業化的基地,希望通過銷售設備補貼的方式,創造一個百花齊放的社會參與機制。

實施重大工程和行業應用。應用很關鍵,沒有應用就沒有需求,那就失去了發展增材制造的動力,我們建議在四個方面開展應用工程:飛機機身的整體制造,航空發動機的設計制造,個性化組織器官替代物制造,屬于醫學和生命科學,再就是汽車。飛機和航空發動機,是我國非常重視的,利用3D打印技術,有可能使我們跨越傳統制造技術,包括飛機的某些結構件,以及發動機的某些關鍵零件,現在也采用3D打印。個性化醫療產品的發展趨勢,個性化組織與器官替代物,具有巨大的市場。汽車也是支柱產業,汽車也有很多,尤其是汽車隨著今后個性化的要求會更多,我們看的有一本書,不是說整個汽車把它打印出來,就是我們某些個性化需求,這方面有些零部件,根據個性化的需求。推進社會市場化服務,這也是非常重要的,需要解決的問題是技術和設備的成套化和多功能化,從設計到功能產品,樣件的制造,怎么增強服務能力,再就是打造多學科交叉的創新鏈、產業鏈,剛才也提到了,增材制造,不光是我們的材料、機械、信息等等,甚至化學、物理等等都得做。

通過實現制造技術與重點應用,協同推進,我們希望通過典型的工程應用,帶動3D打印技術的發展,造就一批服務于新興產業的制造工程師,在制造技術和工程應用期間進行交流,實現我國傳統向新興企業的發展,激發社會力量,促進產業發展,3D打印這個事情,如果不激發社會力量,要靠我們以前的那樣,只是在我們的一些企業里面,弄一弄,更不用說在大學研究院所里面搞,那樣搞是搞不成氣的,一定要激發社會的力量,前面講了,我們這次,包括科普的圖書,其實也是這個含義,希望激發社會力量。

增材制造是為了產業和社會變革的助推器,我們要為建設創新型社會,提供強有力的技術支撐。謝謝大家!


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