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3D打印材料是《十三五材料领域科技创新专项规划》的重点之一

导读: 为推动我国材料领域科技创新和产业化发展,近日,科技部发布了《“十三五”材料领域科技创新专项规划》(国科发高[2017]92号,以下简称《专项规划》)。

为推动我国材料领域科技创新和产业化发展,近日,科技部发布了《“十三五”材料领域科技创新专项规划》(国科发高[2017]92号,以下简称《专项规划》)。为了更好地贯彻和执行,科技部高新司对《专项规划》的有关内容进行了解读。其中3D打印材料做为其中一个重点出现在规划报告中,下面小编就对其中的3D打印部分进行解析。

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其实在2017年1月,《国家新材料产业发展指南》正式发布。《发展指南》布局了一批前沿新材料,实施前沿新材料先导工程,增材制造材料就是其中一个重要领域。3D打印作每年的市场规模和发展速度都在成倍数地增长,小编认为,其中最重要的影响因素是先进的材料科学,尤其是复合材料对增材制造自动化影响最大。而作为我国七大战略新兴产业之一,新材料是整个制造业转型升级的产业基础。一直以来,我国对新材料产业的发展高度重视,出台了众多推动新材料产业发展的措施。

有数据显示,2010年-2014年3D打印的年复合增长率达到30.9%;2014年,全球3D打印产品和服务产值已经达到41.03亿美元,同比增长35.2%,实现了18年以来的最快增速。2015年,全球增材制造和3D打印市场销售额达到51.65亿美元,与2014年相比增长了10亿美元出头,增长率达到25.9%。

在2017年1月9日国家新材料产业发展领导小组第一次会议中,马凯指出,新材料是重要的基础性、先导性产业。加快新材料产业发展是建设制造强国的迫切需要,是党中央、国务院作出的重要战略部署。要立足我国产业发展实际,着眼应对新一轮材料变革,以只争朝夕的精神,采取更加有力举措,尽快把我国新材料产业搞上去。
3D打印材料技术的发展直接决定了3D打印机能制造出多少种东西,以及打印出的产品能不能完全取代传统制造业的产品。更好的材料质量、与之匹配的打印技术、更便捷的使用方式将是材料制造商的追求目标。

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目前3D打印可选用的材料有石膏材料、ABS材料、橡胶、PC材料、金属等。不同材料价格差异很大。目前使用较多的是ABS等容易被光固化的材料。Shapeways打印的物品已超过一百万件,意味着目前对于材料的需求已经达到千吨的级别。未来3D打印市场对于打印材料(如ABS)的需求可能会达到每年十万吨的级别。与目前中国市场月需求量相当。

3D打印(增材制造)材料将根据3D打印的技术特点得到更好的针对性开发,在更细微的细节上满足应用端更高质量和更大的最终生产零件需求。同时,可用于3D打印过程的材料范围继续扩大,在低、中、高端领域满足一系列不同的需求。

下面是科技部对《“十三五”材料领域科技创新专项规划》的全部解析内容。

一、关于《专项规划》编制的背景

为贯彻落实《国家创新驱动发展战略纲要》《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》《“十三五”国家科技创新规划》和《中国制造2025》,推动我国材料领域科技创新和产业化发展,明确“十三五”时期材料领域科技创新的思路目标、任务布局和重点方向。2013年5月以来,科技部开展了材料领域的技术预测与战略研究,围绕材料科技创新发展现状与重大需求开展了广泛的调查研究,认真分析国际趋势和国情实际,研判新时期我国材料领域科技创新的切入点、着力点,在充分征求各有关部门(单位)和专家意见的基础上,科技部牵头编制和发布了《“十三五”材料领域科技创新专项规划》。

二、关于《专项规划》编制的指导思想和基本原则

《专项规划》的指导思想:全面贯彻党的十八大和十八届三中、四中、五中、六中全会精神,深化落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》《国家创新驱动发展战略纲要》《“十三五”国家科技创新规划》和《中国制造2025》决策部署,坚持创新、协调、绿色、开放、共享发展理念,把握材料科技创新发展的新态势,深入实施创新驱动发展战略,以增强材料领域原始创新能力为核心,以传统材料绿色化和提质增效促进产业升级为主线,以满足国家重大战略和国防建设对材料的迫切需求为目标,强化材料的基础创新能力,提高全链条贯通、集成和应用水平,大力推进材料领域大众创业和万众创新,激发创造活力,增强发展新动能,构建产业新体系和发展新机制。

《专项规划》的基本原则:一是坚持创新驱动与深化改革,把创新摆在材料产业发展全局的核心位置;二是坚持绿色发展与质量为先,把绿色与可持续发展作为材料产业重要着力点;三是坚持市场主导与政府引导相结合,全面深化改革,充分发挥市场在资源配置中的决定性作用;四是坚持问题导向与超前布局相结合,针对制约材料发展的瓶颈和薄弱环节,加快转型升级和提质增效,切实提高产业的核心竞争力和可持续发展能力,在未来竞争中占据制高点,并优化产业格局;五是坚持整体推进与重点突破相结合,实施若干重点专项和国家重大工程;六是坚持自主发展与开放合作相结合,着力掌握关键核心技术,完善产业链条,形成自主发展能力。充分利用全球资源和市场,深度开展产业全球布局和国际交流合作。

三、关于《专项规划》的发展目标

《专项规划》从四个层面部署了材料领域发展目标。发挥材料的基础性和支撑性特征,大力推进量大面广的传统(基础)材料技术提升,满足国家建设需求、实现节能减排;发挥材料的先导性特征,重点发展战略性电子材料、先进结构材料、新型功能与智能材料,满足战略性新兴产业的发展需求;发展前瞻性材料技术,突破纳米材料技术、材料基因工程技术,形成新的技术和经济增长点;加强材料基地与人才队伍建设,增强材料领域的持续创新能力。

四、关于《专项规划》的发展重点

依据国际发展趋势、国内基础和面临的挑战,紧密结合经济社会发展和国防建设的重大需求,重点凝练七个任务方向。

一是重点基础材料技术提升与产业升级,着力解决基础材料产品同质化、低值化,环境负荷重、能源效率低、资源瓶颈制约等重大共性问题,突破基础材料的设计开发、制造流程、工艺优化及智能化绿色化改造等关键技术和国产化装备,开展先进生产示范。

二是战略性先进电子材料,以第三代半导体材料与半导体照明、新型显示为核心,以大功率激光材料与器件、高端光电子与微电子材料为重点,推动跨界技术整合,抢占先进电子材料技术的制高点。

三是材料基因工程关键技术与支撑平台,构建高通量计算、高通量实验和专用数据库三大平台,研发多层次跨尺度设计、高通量制备、高通量表征与服役评价、材料大数据四大关键技术,实现新材料研发周期缩短一半、研发成本降低一半的目标。

四是纳米材料与器件,研发新型纳米功能材料、纳米光电器件及集成系统、纳米生物医用材料、纳米药物、纳米能源材料与器件、纳米环境材料、纳米安全与检测技术等,突破纳米材料宏量制备及器件加工的关键技术与标准,加强示范应用。

五是先进结构与复合材料,以高性能纤维及复合材料、高温合金为核心,以轻质高强材料、金属基和陶瓷基复合材料、材料表面工程、3D打印材料为重点,解决材料设计与结构调控的重大科学问题,突破结构与复合材料制备及应用的关键共性技术,提升先进结构材料的保障能力和国际竞争力。

六是新型功能与智能材料,以稀土功能材料、先进能源材料、高性能膜材料、功能陶瓷等战略新材料为重点,大力提升功能材料在重大工程中的保障能力;以超导材料、智能/仿生/超材料、极端环境材料等前沿新材料为突破口,抢占材料前沿制高点。

七是材料人才队伍建设,通过机制与制度创新,加强材料领域人才队伍建设,形成材料领域核心领军人才、研究开发人才、工程技术人才和技能人才组成的材料人才体系及其评价机制,提升创新创业人才队伍的整体素质和水平,满足材料领域发展的需求。

五、关于如何推动《专项规划》贯彻落实

为进一步完善推进管理机制,保障重点任务顺利实施,《专项规划》结合材料领域科技创新特点,具体有以下政策措施。

一是完善组织实施机制及模式。立足顶层设计,统筹部署实施,形成持续、配套的政策保障,实现全链条技术创新;实施多元联动,形成发展合力,构建立足地方、带动全国、引领世界的跨学科、跨行业、跨区域的材料产业技术创新链,推动形成各具特色的材料产业集群;坚持寓军于民,强化军民融合,推进材料领域国防科技和民用科技互动发展;遵循材料发展规律,完善组织管理模式,针对不同的发展阶段,材料研发采取不同的组织和管理模式,产业化项目采取“全链条部署、一体化实施”的攻关模式,进行“跨学科合作”、“大兵团作战”;发挥联盟优势,增强实施效果,推动开放性的国际化公共研发平台和科技服务平台建设、体制机制模式创新的国家技术创新中心的建立和跨界技术的整合。

二是明确经费资助方式。按照国家五类科技计划相关要求对不同类别的材料项目进行经费资助。

三是完善创新配套政策。优化创新发展环境,深化国际合作交流,增强可持续创新能力;加大公共研发服务平台、创新基地以及产业技术创新战略联盟建设;加强知识产权保护,实施知识产权和标准战略;加快多层次、多类型创新人才队伍建设;加大财税政策支持力度,健全中小企业融资体系;完善公共服务体系,优化成果转化和技术转移机制;围绕“一带一路”国家战略,对支撑“产能输出、资源输入”的材料研发项目予以倾斜支持。

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