如何推进我国3D打印产业化发展?

3D打印产业化

  我国3D打印产业化现状与存在问题

  (一)发展现状

  1.取得了一批基础研究成果和技术;2.高性能金属零件激光直接成形技术世界领先;3.产业化取得初步进展。

  (二)存在问题

  我国3D打印技术虽然取得了长足进展,但总体上还处于产业化起步阶段,主要表现在:

  1.公共技术平台缺失。我国尚未建立3D打印公共技术平台,缺乏产学研一体化机构,高等院校、科研机构各自为战,合作研究的动力不足,开放集成的创新体系尚未形成,缺乏对技术兼容性和标准的制定。

  2.产业规模化程度低

  我国3D打印的产业化尚处于起步阶段。2012年,我国3D打印产业市场规模为12亿元左右,不到全球的9%。3D打印装备销售仅占全球的8.7%,3D打印装备及销售收入约为5亿元,占全球的不到4%,一半以上的3D打印设备依赖进口。

  3.产业链尚未有效形成

  我国尚未成立专门从事材料制备、软件开发的3D打印企业,缺乏涵盖软件开发、材料制备、装备生产与服务的完整产业链。从事检测验证、金融、电子商务、知识产权保护等中介机构也不健全。此外,目前国内的3D打印企业还处于“单打独斗”的初步发展阶段,产业整合度较低,主导的技术标准、开发平台尚未确立,技术研发和推广应用还处于无序状态。

  4.教育培训和社会推广缺乏

  目前,企业购置3D打印设备的数量非常有限,且多从国外进口,应用范围也较为狭窄。在机械、材料、信息技术等工程学科的教学课程体系中,缺乏与3D打印相关的必修环节,3D打印还停留在部分学生的课外兴趣研究层面。

  我国3D打印产业发展面临的形势

  (一)发展机遇

  1.工业转型升级加速利于3D打印市场需求快速扩张

  近年来,随着土地、劳动力等要素成本快速上涨,我国工业转型升级越来越迫切,在此背景下,我国工业转型升级的步伐将进一步加快,我国企业对缩短新产品的生命周期,提高产品设计能力的需求不断提高,这对于发展拥有产品设计与原型开发的3D打印设备的需求会不断增长。

  2.航空航天、国防军工的快速发展对3D打印设备的需求不断增加

  我国正处于航空航天、国防军工快速发展时期,航空装备、卫星及应用已经被纳入国家战略性新兴产业进行重点扶持,激光近净成形等3D打印技术在复杂难加工的飞机、卫星零部件制造方面将有较大的发展空间。

  3.我国高度重视技术创新及产业化应用将助推3D打印产业快速发展

  我国将创新驱动发展作为转变发展方式,加快工业转型升级的国家战略,对技术创新及产业化应用的研发投入力度不断加大。3D打印作为新兴产业有望纳入国家重点支持的战略性新兴产业,技术创新和产业化将迎来有利的政策环境。

  (二)面临挑战

  1.世界主要经济体积极抢占产业发展制高点

  为抢占这一新兴技术及产业发展的战略制高点,世界主要经济体纷纷进行战略部署,制定发展规划及扶持政策。2012年8月美国政府高调宣布成立国家3D打印创新研究所,第一阶段由联邦政府和企业投入7000万美元研发支持3D打印技术研发及应用,力争促使美国成为全球优秀的3D打印中心;英国政府自2011年开始持续增加对3D打印技术的研发经费,设立了多个3D打印研究中心,等等。

  2.3D打印企业国际市场竞争日趋激烈

  近年来,随着技术不断成熟和专利权临近到期,欧美发达国家的3D打印企业呈现出两大动向:一是通过并购或合并做大企业,二是纷纷降低3D打印设备价格。这将为我国产业化程度不高的3D打印产业带来冲击。

  3.我国在3D打印消费品产业方面依赖国外市场消费级

  3D打印机方面,我国还处于市场培育期,市场需求明显不足。即使工业级3D打印机,我国用户企业对使用3D打印机进行产品开发与原型制造方面意识不足。

  我国3D打印产业化路径

  (一)指导思想

  坚持走新型工业化道路,推动信息化与工业化深度融合,面向国民经济重点产业的转型升级和战略性新兴产业培育发展的需求,以实现制造过程的数字化和制造模式转变为目标,以突破关键核心技术为支撑,以推进3D打印装备的研发和产业化为核心,以提升3D打印装备集成创新能力为重点,促进示范应用推广,调整优化产业组织结构,增强产业国际竞争力。

  (二)基本原则

  1.坚持市场导向与政府推动相结合

  遵循市场经济规律,充分发挥市场需求的导向作用和市场优化配置资源的基础性作用,突出企业发展3D打印装备及服务的主体地位。积极发挥各级政府部门在规划制定、组织协调、政策引导、市场环境改善中的重要作用。

  2.坚持重点突破与整体推进相结合

  选择基础条件好、应用面广、带动作用强的3D打印装备,加大支持力度,重点予以突破,培育和发展一批具有国际先进水平的产品和知名品牌,辐射和带动产业的整体发展。

  3.坚持研究开发与示范应用相结合

  围绕重点领域的应用需求,加强3D打印设计软件、材料、装备的研究开发,大力推进3D打印装备的示范应用推广。

  4.坚持装备制造与服务增值相结合

  大力推进3D打印装备企业在产品设计、原型制造、材料供应、设备租赁、再制造等方面开展增值服务,促进3D打印装备企业由加工制造型向生产服务型转变。鼓励服务型企业与3D打印装备生产企业加强合作,不断拓宽应用市场,实现快速发展。

  (三)发展路径

  遵循“政府引导、市场主导、创新突破、引领产业”的基本原则,前瞻布局关键核心技术、重点推进3D打印装备的产业化。考虑到我国现有的产业基础及技术水平,3D打印产业的发展可分两步走:到2015年,全面推进面向产品设计、原型制作、消费品生产等领域的3D打印产业规模化发展,重点推进面向航空航天、汽车、生物医疗等功能零部件领域的3D打印技术研发及产业化;到2020年,全面推进面向功能零部件的3D打印技术产业化,在航空航天、军工、高档汽车等重点领域实现直接零部件生产,形成与世界工业发达国家在3D打印领域全面抗衡的能力。

  推进我国3D打印产业化的政策建议

  (一)增强自主创新能力

  鼓励原始创新,推进学科交叉研究。把握3D打印技术国际发展趋势,加强3D打印基础理论方面的研究,联合计算机、材料、机械、控制、生物等多学科人才参与,实现交叉攻关与创新,重点攻克3D打印技术的相关基础理论与成形微机理。具体包括:3D打印用材料力学、热学、化学和物理特性研究;3D打印过程中离散材料致密化、形变及性能演变规律;3D打印过程中零件变形及抑制原理等。

  加强平台建设,突破关键共性技术。依托高等院所、科研院所和骨干企业,有效整合国内二十多年取得的研究成果,健全关键共性技术研发体制机制,支持建设一批产业技术开发平台和技术创新服务平台,重点突破材料制备技术、材料模型构建技术、工艺技术、工艺环境控制技术、复合工艺技术等关键共性技术。

  (二)形成完整的产业链

  推动建立由企业、科研院所和高校共同参与的3D打印产业创新战略联盟,重点突破激光器、精密光学器件、高精度传动与控制系统、工业喷嘴/喷头等关键核心零部件。开展3D打印软件开发、材料制备、工艺控制、装备生产、服务的系统性整体攻关,形成完整的产业链。

  (三)开展应用示范推广

  建立以市场需求为导向,研究机构、装备生产企业、用户企业共同参与的产业化机制,共同开发3D打印装备,设立专项研发奖励资金,鼓励金融机构开展多种形式的首台套保险业务。在全国范围内筛选技术条件好、应用需求大的代表性省市建立3D打印应用示范基地,推进3D打印技术与传统制造技术的有机融合。重点选择在航空航天、汽车模具、生物医疗、日常消费品生产等领域推广应用,分步骤、分层次开展应用示范,形成通用性、标准化、自主知识产权的应用平台,加快推进产业、技术与应用协同发展。

  (四)加强国际交流合作

  立足我国的市场需求,开展高水平的国际合作,加强与美国、德国、英国等欧美发达国家相关高校、科研院所和企业合作,提升我国3D打印技术水平。积极探索对外合作新模式,鼓励国外3D打印企业在我国设立研发机构,支持国外企业和国内企业联合开展3D打印技术的研发,支持国内企业培育国际化品牌,开展国际化经营,多层次参与国际合作,融入全球3D打印产业链。积极参与国际3D打印行业标准制订,推动我国领先领域的国内标准成为国际标准。

  (五)建立产业政策支撑体系

  一是设立国家3D打印重大专项,探索相关财政补贴与税收优惠政策。充分利用现有政策渠道,加大对3D打印技术研发和产业化的支持力度。统筹国家基金、“863计划”、“973计划”及各省部级资助计划,分别对3D打印技术的基础理论研究、成果转化、重大装备及应用、区域示范应用推广等分层次资助。鼓励3D打印装备生产及服务企业与金融机构密切合作,支持符合条件的企业在中小板、创业板首次公开发行并上市。支持企业利用资本市场开展兼并重组,加强企业兼并重组中的风险监控,完善对重大企业兼并重组交易的管理。

  二是完善技术人才引进与培养政策。将3D打印技术纳入相关学科建设体系,培养3D打印技术人才。加强3D打印高端人才的引进,吸引海外留学人员回国创新创业。依靠行业协会、博览会、论坛等组织形式进行技术和应用的培训。在中小学及科技馆、文化艺术中心、青少年活动中心等公共机构进行3D打印技术的展示、宣传和推广。

  三是完善市场培育、应用与准入政策。加大3D打印装备在产品设计、教育科研、文化创意、国防军事等市场培育与引导力度,培育发展新业态。建立增材技术标准和技术规范,研究制订3D打印用材料标准、3D打印工艺规范、3D打印零件性能标准。制定发布3D打印软件、材料、装备发展指导目录。严格实施行业准入条件,加强行业的准入与退出管理。

  四是进行必要的行业监管。针对3D打印的设计软件下载、材料制备、设备生产等全产业链,研究出台相应的政策法规,强化对3D打印的监管。加强对互联网3D打印设计软件的监测,并将监测结果及时通报相关部门,并按照相关部门指令,及时处置境外网上3D打印相关有害信息,如屏蔽3D打印枪械设计软件的下载等。强化对3D打印设备的监管,将零件3D打印的过程与特定的设备和几何模型数据进行标识和绑定,以控制模型数据的扩散、保护数据知识产权,同时也可用来对特定设备或数据流向进行监管。

[时间:2013-10-24  来源:中国经济时报]

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