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3D打印

增材制造成为建设制造强国新动力

李方正 李博 来源:工信部装备工业发展中心2022-12-23 我要评论(0 )   

党的二十大报告中明确指出,建设现代化产业体系,坚持把发展经济的着力点放在实体经济上,推进新型工业化,加快建设制造强国、质量强国、航天强国、交通强国、网络强国...

党的二十大报告中明确指出,建设现代化产业体系,坚持把发展经济的着力点放在实体经济上,推进新型工业化,加快建设制造强国、质量强国、航天强国、交通强国、网络强国。增材制造(又称3D打印)作为“深入实施制造强国战略”的主攻方向,加快建设质量强国、航天强国、数字中国的重要手段,已成为我国制造业领域的亮眼“名片”,对推动我国制造业高端化智能化绿色化发展,促进实体经济和数字经济高质量融合,提升产业链供应链韧性和安全水平起到了巨大作用。


01

十年跨越式发展成就显著


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党的十八大以来,我国增材制造产业取得了历史性成就,发生了历史性变革。

整体实现从技术化向产业化发展的蜕变。十年来,我国增材制造技术及产品逐步实现产业化,涌现出一大批具备强大竞争力的骨干企业。产业规模方面,从2012年的不足10亿元扩大到2021年的265亿元,年复合增长率超过35%。企业数量方面,全产业链相关企业超过1000余家,铂力特、先临三维、华曙高科等以增材制造为主营业务的上市公司涌现,数量从2013年的1家增长至2022年的22家(含新三板),规模过亿的企业数量由2012年的3家增至2022年的42家。

装备实现从进口为主到国产化替代的转变。十年来,我国增材制造一批重点工艺装备和核心器件实现国产替代,批量化供应能力和成本竞争优势显著。我国在高精度桌面级光固化增材制造装备、多材料熔融沉积增材制造装备持续保持领跑并畅销海外,米级多激光器激光选区熔化装备、多电子枪电子束熔化装备、大幅面砂型增材制造装备等自主开发装备相关核心指标达到国际先进水平。

应用实现从原型制造向直接制造的质变。十年来,增材制造技术的应用实现由快速制造原型样件逐步向直接制造最终产品质变。在航空航天领域,新一代战机、国产大飞机、新型火箭发动机、火星探测器等重点装备的关键核心零部件大量应用增材制造技术,解决复杂结构零件的成形问题,实现产品结构轻量化。在医疗领域,髋臼杯、脊柱椎间融合器等14款增材制造医疗植入物获得国家药品监督管理局认证。在铸造领域,宁夏回族自治区银川市建成世界首个万吨级铸造3D打印工厂,提升产品制造效率,实现对传统铸造的替代。

产业格局实现从零散分布到重点聚集的演变。十年来,我国华南、华中、西北等地区部分省市依靠自身良好的经济发展优势、区位条件和工业基础,通过有效汇聚产业资源,实现了增材制造产业从零散状、碎片化到成链条、聚集化发展的演变。

02

多管齐下增强产业核心竞争力




十年跨越式发展所取得的成绩充分说明,只有多管齐下,才能增强产业核心竞争力。

加强顶层设计是我国增材制造发展的重要支撑。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》《“十四五”智能制造发展规划》等多个国家规划明确支持增材制造产业发展。《增材制造产业发展行动计划(2017—2020年)》《国家增材制造产业发展推进计划(2015—2016年)》等行业规划持续推进我国增材制造产业快速可持续发展。《增材制造标准领航行动计划(2020—2022年)》《首台(套)重大技术装备推广应用指导目录》《“十四五”医疗产业装备发展规划》等从产业生态、供给、应用等多个方面做出相应规划布局。

具备完整工业体系是我国增材制造发展的坚实基础。我国拥有世界上最完备的现代工业体系,截至2021年末,我国工业增材制造装备安装量市场占比10.60%,成为仅次于美国的全球第二大市场,完整的工业体系提高了我国增材制造装备的供给能力,提升了我国增材制造发展的稳健性和抵抗不可预知风险的能力。

拥有丰富应用场景是我国增材制造发展的不竭动力。我国制造业门类齐全、产业基础坚实,为增材制造提供了广泛的应用场景。船舶领域,我国造船三大指标保持领先,国际市场份额连续12年位居世界第一。汽车领域,我国汽车保有量从2012年的1.2亿辆增长到目前的3.1亿辆;自2015年起,我国新能源汽车产销量连续7年稳居世界第一。新兴产业领域,电池、半导体等战略性新兴产业结构不断优化,产业规模不断壮大。

重视产业生态塑造是我国增材制造发展的有力保障。十年来,我国逐步建立起较为完善的增材制造产业生态体系。在行业组织建设方面,中国增材制造产业联盟、增材制造国家创新中心、全国增材制造标准化技术委员会等国家级组织机构成立,有力支撑增材制造产业发展。在产业服务方面,中国增材制造产业年会、产业展览会、全国增材制造技术高峰论坛等活动纷纷开展,《中国增材制造产业年鉴》《中国增材制造产业典型应用案例集》等争相发布,全力服务产业发展,提高增材制造认知度。在标准建设方面,已发布增材制造技术相关国家标准共计30余项,各级标准体系逐步建立,促进增材制造产业的标准化发展。在人才培养方面,哈尔滨工业大学、北京科技大学等开设增材制造工程本科专业的高等院校超过70所,100余所职业技术学院开设增材制造相关课程或专业方向,加大专业人才培养力度。

03

奋力谱写制造强国建设新篇章


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展望未来,增材制造作为我国制造业智能化数字化绿色化转型的主旋律之一,将持续加快我国制造业从转型到创新驱动发展速度,不断提升我国制造业国际影响力,加速推进我国从“制造大国”向“制造强国”转变,奋力谱写制造强国建设新篇章。

增材制造作为工作母机产业链的重要组成部分,随着技术不断成熟、生产成本不断降低、产业配套能力不断增强,未来必将成为与减材制造、等材制造并列的三大工业领域的主流制造工艺之一,形成“三分天下有其一”的新格局。

过去十年,我国增材制造产业规模逐年高速增长,预计2022年将达到330亿元的市场规模。未来,增材制造将不断向制造业各领域的细分方向、社会生活的多个方面深入发展。考虑到我国经济发展的良好预期、超大的市场规模以及对增材制造应用的强烈需求,按照25%的复合增长率估算,我国增材制造产业规模有望在2027年左右突破千亿。

目前,得益于我国完备的工业体系以及齐全的产业链,增材制造一直保持着强劲的发展势头。未来,高质量激光器、电子束枪、扫描振镜等核心部件将实现全部国产化;各型大尺寸、多激光的高效增材制造装备稳定性将不断提高;生物医药与医疗器械、大型高性能复杂构件、空间增材制造等新型前沿技术装备将持续拓展创新。增材制造技术装备全面向低成本、高可靠性、高性能、高智能化发展,供给能力将得到全面提升。

增材制造与数字化技术、激光技术、机械加工技术等多技术的结合,将对生产模式、生活方式,乃至产业链价值结构产生深刻影响,在提升产业链供应链韧性和安全方面发挥重要作用,为我国制造业的发展创造更多可能。未来,增材制造技术将广泛应用于制造业各领域智能车间、智能工厂、智慧供应链中,有效推动现代制造业的培育壮大以及传统制造业的转型升级,重塑我国制造业崭新面貌。

同时,一批增材制造企业、品牌与产品将引领全球产业发展。如2021年西安铂力特选区激光熔融装备产量为293台,已超国际巨头德国易欧司公司,位居全球首位。清研智束研发出全球首台多电子束枪粉末床熔融装备。未来,一批具有代表性的中国企业将积极带动增材制造全产业链共同发展;一批国际知名的中国品牌持续增强我国增材制造在全球的影响力;众多技术性能领先的中国产品为全球增材制造产业高质量发展贡献硬核力量。


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