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工信部智能制造来袭 增材制造迎新“风口”

2015-12-25 11:23
Hsiao Chen
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  全国工业和信息化工作会议24日在京召开。据悉,工信部将努力保持工业平稳运行,2016年规模以上工业增加值增长目标被定在6%左右,将瞄准智能制造主攻方向,推动两化深度融合发展。

  新一代信息技术和工业融合发展呈现新趋势,智能制造日益成为未来制造业发展的重大趋势和核心内容。推进智能制造发展,也是制造业发展的重大趋势,是促进工业向中高端迈进、建设制造强国的重要举措,也是新常态下打造新的国际竞争优势的必然选择。工信部副部长怀进鹏指出,以数字化、网络化、智能化为核心特征的智能制造模式,正在成为产业发展和变革的重要方向,也必将引发新一轮制造业革命并重新构筑全球制造业竞争新格局。中国要建设制造业强国,必须紧紧把握制造业的发展趋势,加快智能制造的发展。

  “智能制造是新一轮工业革命的核心,只有通过智能制造,才能带动各个产业的数字化水平和智能化水平的提升。”中国工程院院士邬贺铨认为。

  为此,会议要求,实施智能制造工程,支持高档数控机床与工业机器人、增材制造、智能传感与控制、智能检测与装配、智能物流与仓储五大关键装备创新应用。继续实施智能制造试点示范行动,确定60个以上新模式试点示范项目。同时,工信部深化“互联网+”制造业创新发展,指导编制互联网与制造业融合发展路线图。深入推广两化融合管理体系,研制标准体系总体框架和路线图。提升工业信息安全保障能力。

  其中工信部早在2月就发布了《国家增材制造产业发展推进计划(2015-2016年)》规划,此次再次提出,也显示出增材制造在未来制造业转型中的重要作用。

  据OFweek3D打印网编辑了解,增材制造是以数字模型为基础,将材料逐层堆积制造出实体物品的新兴制造技术,体现了信息网络技术与先进材料技术、数字制造技术的密切结合,是先进制造业的重要组成部分。当前,增材制造技术已经从研发转向产业化应用,其与信息网络技术的深度融合,或将给传统制造业带来变革性影响。加快增材制造技术发展,尽快形成产业规模,对于推进我国制造业转型升级具有重要意义。

  欧美发达国家纷纷制定了发展和推动增材制造技术的国家战略和规划,增材制造技术已受到政府、研究机构、企业和媒体的广泛关注。2012年3月,美国白宫宣布了振兴美国制造的新举措,将投资10亿美元帮助美国制造体系的改革。其中,白宫提出实现该项计划的三大背景技术包括了增材制造,强调了通过改善增材制造材料、装备及标准,实现创新设计的小批量、低成本数字化制造。2012年8月,美国增材制造创新研究所成立,联合了宾夕法尼亚州西部、俄亥俄州东部和弗吉尼亚州西部的14所大学、40余家企业、11家非营利机构和专业协会。

  其他欧洲国家也在积极跟进增材制造技术的研发。英国政府自2011年开始持续增大对增材制造技术的研发经费。以前仅有拉夫堡大学一个增材制造研究中,诺丁汉大学, 谢菲尔德大学、埃克塞特大学和曼彻斯特大学等相继建立了增材制造研究中心。英国工程与物理科学研究委员会中设有增材制造研究中心,参与机构包括拉夫堡大学、伯明翰大学、英国国家物理实验室、波音公司以及德国EOS公司等15家知名大学、研究机构及企业。法国增材制造协会致力于增材制造技术标准的研究。在政府资助下,西班牙启动了一项发展增材制造的专项,研究内容包括增材制造共性技术、材料、技术交流及商业模式等四方面内容。

  除此之外,德国建立了直接制造研究中心,主要研究和推动增材制造技术在航空航天领域中结构轻量化方面的应用。澳大利亚政府于2012年启动“微型发动机增材制造技术”项目,旨在使用增材制造技术制造航空航天领域微型发动机零部件。日本政府也很重视增材制造技术的发展,通过优惠政策和大量资金鼓励产学研用紧密结合,有力促进该技术在航空航天等领域的应用。

  经过多年的发展,我国增材制造技术与世界先进水平基本同步,在高性能复杂大型金属承力构件增材制造等部分技术领域已达到国际先进水平,成功研制出光固化、激光选区烧结、激光选区熔化、激光近净成形、熔融沉积成形、电子束选区熔化成形等工艺装备。增材制造技术及产品已经在航空航天、汽车、生物医疗、文化创意等领域得到了初步应用,涌现出一批具备一定竞争力的骨干企业。但是,我国增材制造产业化仍处于起步阶段,与先进国家相比存在较大差距,尚未形成完整的产业体系,离实现大规模产业化、工程化应用还有一定距离。关键核心技术有待突破,装备及核心器件、成形材料、工艺及软件等产业基础薄弱,政策与标准体系有待建立,缺乏有效的协调推进机制。

  未来重点发展方向及工作

  工信部《国家增材制造产业发展推进计划(2015-2016年)》规划提出目标:到2016年,中国将初步建立较为完善的增材制造产业体系,整体技术水平保持与国际同步,在航空航天等直接制造领域达到国际先进水平,在国际市场上占有较大的市场份额。具体而言,该目标可分解为四点:

  1.产业化取得重大进展。增材制造产业销售收入实现快速增长,年均增长速度30%以上。夯实技术基础,形成2-3家具有较强国际竞争力的增材制造企业。

  2.技术水平明显提高。部分增材制造工艺装备达到国际先进水平,初步掌握增材制造专用材料、工艺软件及关键零部件等重要环节关键核心技术。研发一批自主装备、核心器件及成形材料。

  3.行业应用显著深化。增材制造成为航空航天等高端装备制造及修复领域的重要技术手段,初步成为产品研发设计、创新创意及个性化产品的实现手段以及新药研发、临床诊断与治疗的工具。在全国形成一批应用示范中心或基地。

  4.研究建立支撑体系。成立增材制造行业协会,加强对增材制造技术未来发展中可能出现的一些如安全、伦理等方面问题的研究。建立5-6家增材制造技术创新中心,完善扶持政策,形成较为完善的产业标准体系。

 

  “中国3D打印带头人”当选院士

  据中国工程院增选工作办公室12月7日消息,中国工程院2015年院士增选工作经过两轮评审会议,各学部初选和全体院士终选等程序,共选举产生了70位新当选院士。其中,参与制造运-20、C-919等大飞机,歼-15、歼-31等新型战斗机钛合金部件,有“中国3D打印带头人”称号的王华明教授当选中国工程院信息与电子工程学部院士。其他当选者还有中国探月总工程师吴伟仁等。

  王华明,北京航空航天大学教授、博士生导师,激光增材制造领域专家。起步迅速、屡屡破格晋升、拥有大量学术成就的青年学者,2006年“全国五一劳动奖章”及“国家杰出青年科学基金”获得者,北京航空航天大学材料科学与工程学院“长江学者特聘教授”。现任材料加工工程学科责任教授、材料加工工程及自动化系主任、航空科学与技术国家实验室“航空材料与结构”首席科学家。

  在王华明院士的公示材料中,其研制的金属构件激光熔化沉积增材制造技术自2005年以来已在歼-15、运-20、歼-11B、歼-31、C919等7种飞机、东风XX等3种导弹、遥感24等2种卫星、FWS13等3种航空发动机和1型燃气轮机等重点型号研制生产中工程应用并发挥关键作用。

  在歼-15战机上,其前起落架大型整体钛合金支撑框尺寸大,结构复杂,传统方法难以整体成形制造,而利用激光增材制造的钛合金构件目前已经累计飞行起降10000余架次,工作正常。

  在运-20研制中,激光增材制造技术在7天内完成6种机身/主起落架接头大型主承力构件的快速制造,确保了飞机如期首飞;成果呗确定为飞机“降成本计划”的主要途径,主起落架支柱、翼/身对接框、尾翼悬挂操纵一体接头等8大类、28种大型复杂整体钛合金关键主承力构件通过工程验证考核并陆续安计划装机应用。

  国产大飞机C919同样运用了3D打印钛合金零件,主要用在飞机主风挡窗框、机翼和机体衔接部位。

  除此之外,他主持研究的新型特种涂层还应用于某航空发动机矢量喷管高温重载驱动机构,累计试车216小时,无明显磨损,而传统方案试车10余小时最大磨损深度达2mm。

  小结:

  2015年国内增材制造方面可谓利好频频,《国家增材制造产业发展推进计划(2015-2016年)》以及《中国制造2025》都对增材制造在先进制造中的作用进行了高度肯定,而国家主席习近平和总理李克强也在不同场合提到3D打印技术,从而带动了国内增材制造的持续大热。此次,工信部再次强调增材制造在智能制造中的地位,由此可以预见,国内增材制造即将迎来新的增长热潮。

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