我国该如何发展增材制造

    今年2月28日，工信部、财政部等印发《国家增材制造产业发展推进计划（2015—2016年）》，提出到2016年，初步建立较为完善的增材制造（又称“3D打印”）产业体系，产业销售收入年均增长30%以上。工信部称，特别在航空航天等直接制造领域，3D打印将达到国际先进水平，在国际市场上占有较大的市场份额。

    7月7日，由中国航空航天工具协会、中国航空综合技术研究所共同举办的首届“中国航空航天增材制造技术与应用论坛”在北京举行。会上，中国工程院院士卢秉恒接受了专访，讲述了他对于增材制造的理解和展望。

    “增材制造作为一个新的技术，还有非常大的发展空间。”卢秉恒介绍，此前生产制造业是材料累加的过程，做减法或者不加不减，而现在是做加法。传统的铸、锻、焊等技术已经有3000年的历史，切割加工也有300多年的历史；增材制造技术自上世纪80年代中期发明以来，仅用30年就进入了工业和社会领域。

中国工程院院士卢秉恒

    麦肯锡的一份报告预测，到2025年3D打印可能产生高达5500亿美元的效益。美国的“重振制造业计划”在国会提出的口号就是“在美国发明、在美国制造”，计划提出了一个指标：用一半的周期、一半的成本来完成产品的开发，3D打印技术被认为是实现该指标的有效手段。

    “3D打印是一个制造业中引领性的共性技术，它可以支持产品快速开发，创新产品的结构设计。”卢秉恒指出，经过制造模式创新，从控形制造走向控性制造，从增量走向增材，从增材走向创材，从“创材”走向“创生”。

    我国3D打印技术目前的发展状况如何？在国际上居于什么位置？

    卢秉恒：我国增材制造研究起步于上世纪90年代中期，国外大规模研究源于80年代中期，这期间大致隔了10年。我国主要集中在工艺技术和设备软件等技术自主开发，但核心器件如激光器、打印头等仍在进口。早在2000年，西安交大率先研究利用3D打印技术制造个性化医学内置物，是世界首例。欧洲首例则出现在2012年。在金属的3D打印方面，我国的研究始于20世纪70年代，在大型飞机的结构件等方面也走在了前面。

    我们的差距在于，首先，没有原创技术，并不掌握这些工艺的原始创新。我们只是做了一些改进和具体应用的发展。第二，产业薄弱，产业规模太小。我国供应的设备，占世界销售量不到10%；相比之下，我国制造业在世界的份额为20%。第三，没有形成产业链，核心器件的供应、高档器件材料、高强度的非金属材料等还需要从国外进口。

    用3D打印技术制作的微型舰船模型，可以在指尖“航行”。

    以3D打印为代表的制造业先进技术，正在推动我国制造业由大变强，如何理解3D打印与智能制造之间的关系？对我国制造业的发展，您有什么建议？

    卢秉恒：所谓智能制造，是在信息化时代如何发展新的制造技术和制造模式。在信息化时代，人们的个性化需求越来越容易得到满足。个性化需求下的智能制造，逐渐从消费品向装备制造业过渡。3D打印技术是智能制造的支持技术。它利用信息化技术使得制造的每个节点都得到控制，满足了个性化需求，在产品开发阶段支持了个性化制造。

    美国国家制造创新网络计划（NNMI）成立的首个研究机构就是国家增材制造创新机构，关注增材制造和3D打印技术。数次经济危机令美国意识到制造业对经济的重要性。美国重振制造业提出“在美国发明、在美国制造”口号，以智能制造为抓手，利用强大的信息技术带动制造业发展。美国的制造创新网络，也是利用互联网将全国的企业和学校联系起来，共同推动协同创新。

    德国是一直坚持发展制造业的国家，对制造技术的研究非常扎实。弗朗霍夫（Fraunhofer）研究院就是一个集中体现。该研究院于1949年成立，下设60余个研究所，为工业各界提供了核心技术、核心突破和创新技术。在信息化时代，德国为提高制造业竞争力，推出了“工业4.0”战略，通过信息工业重塑制造业体系。

    我国发展“中国制造2025”可以对两国的优点兼收并蓄，重视发展“互联网 ”，也重视制造工艺、制造装备。面对我们存在的阶段性差距，要做工业2.0、3.0的补课（实现质量优先、机器人和高档数控机床等自动化技术）的同时，发展工业4.0，因此需要追赶与跨越并举，做好协同创新。

    国际上推动协同创新有哪些具有借鉴意义的经验？

    卢秉恒：在全国科技创新大会、两院院士大会上，党和国家领导人强调要推动形成协同创新新格局。我觉得这是势在必行的。

    在计划经济时代，知识是共享的，国家设立研究所，将研究成果无代价地供给企业。在举国体制下，我们取得了“两弹一星”的辉煌成就。走向市场经济后，企业逐渐市场化，科研院所也逐渐改制成为一个企业。这样一来，共性技术没人供应了。科研院所作为竞争主体，利用技术优势在业内与其他企业竞争，从技术的提供方变成了技术的保有方。许多院所改制之后，自己的日子过得很好，行业的日子过得不好了。

    要做好协同创新，在科技计划协同方面，研究单位之间应减少竞争，多合作。在产学研协同方面，产业之间也要协同。计划经济时代，汽车行业和机床行业是协同并进的。此后，汽车行业引进国外资金、技术和品牌，两个行业渐行渐远。发展自主品牌必须依靠自主研发，3D打印要开好头，就要和行业很好地共进。用户有需求，就能很好地发展。