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俄罗斯发展先进制造技术力推3D打印

2016-11-23 00:18
吃瓜天狼
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  尽管油气等原材料行业是俄经济的主要支柱,但奉行工业立国的俄罗斯一直通过各种渠道紧跟新工业化浪潮,在与先进制造相关的新材料、计算机建模、计算机辅助设计和制造、人机交互、大数据、无人运输等领域均有规划部署和研发成果,其中与快速成型、增材制造相关的3D打印技术尤为突出。

  俄罗斯科学界于本世纪前十年开始研究与先进制造技术相关的新工业化课题。俄非商业独立研究机构“宏观经济分析与短期预测中心”2014年发布报告说,俄在新材料、信息技术、与3D打印相关的生物医学技术研发等领域有一定基础优势,可为俄发展先进制造技术提供支持。该国生产企业已从2010年开始扩大采购生产设备,并会保持对先进制造设备的需求。

  2014年9月,俄总统下属的经济现代化和创新发展委员会举行主席团会议,为俄发展先进制造技术确定了基本方向。俄总理梅德韦杰夫在主持会议时指出,俄开展新型工业生产的关键在于构建适合本土先进制造技术发展的模式,增材制造(3D打印的另一种说法)、计算机模型、人工智能、信息技术和机器人技术是俄学习推广先进制造技术的优先方向。

  主席团发表的报告说,俄在发展3D打印技术时需重点研发“选择性激光烧结和熔融”、粉末注射成型、打印产品表面处理、生物医学打印技术、具有细微多孔结构的打印制品的应用、开发金属粉末耗材等相关技术。

  2011年成立的非商业性组织“战略创意机构”为发展先进制造技术提供有力支撑,负责支持俄各界制订的对经济、社会优先发展领域有重要创新意义和推动作用的项目,其监事会主席是俄总统普京。该机构每年向监事会提交“国家技术创意”市场开发路线图,当中所列项目一旦获批,可得到政府资金支持和这家机构的融资及产品出口便利。2016年2月,该机构审议通过的路线图包含4大项目,其中“未来工厂”项目的一个主要发展方向就是3D打印。

  在3D打印方面,俄目前有东西两大研发集群。一是以俄科学院西伯利亚分院、西伯利亚国立工业大学、托木斯克理工大学和当地工业园的研发人员为核心的创业团队,俄研制出的首台太空3D打印样机便出自这一“东方团队”。另一“西方团队”是位于莫斯科附近的“斯科尔科沃”创新中心,在当地创业基金和官方资金支持下,该中心已培育出以3D打印技术生产实用工业品的多家企业。

  诞生于斯科尔科沃园区的“异形打印”公司是拥有一定国际知名度的俄3D打印企业,其团队曾为2014年入轨的俄首颗小型商业卫星“平板-极光”号提供了用于制造太阳能电池板的3D打印机。31岁的公司总经理安东诺夫对新华社记者说,其主要制造工艺是将强化纤维在打印过程中融入热塑性聚合物,由此制成的碳纤维复合材料制品的坚固性是普通塑料制品的15到20倍,是铝制品的2倍,但比铝制品轻。目前该公司还为欧洲空中客车和俄联合航空制造公司打印机舱内部件,为俄私营航天企业的小卫星制造外壳部件和太阳能电池板等。

  与生物医学技术结合是俄发展3D打印的另一个着力点。2013年在斯科尔科沃园区建立的“3D生物打印”公司已成为俄生物医学3D打印发展的风向标。公司科学部主任米罗诺夫介绍,其主要工艺流程是先将人或动物的脂肪组织干细胞或胚胎干细胞、诱导多能干细胞培育成细胞团,再根据所需组织器官的数字化三维模型,用生物打印机将不同细胞团层层叠加,每层间由凝胶黏合塑形,组织器官的各种细微空腔都要准确预留出来。“肉冻”般的半成品需被放入“孵化器”,待各层细胞团相互融合、整体生长状况达标后,再进行动物实验。目前,该公司能用这种技术为实验动物制作可发挥生理功能的血管和甲状腺,下一步试验目标是打印肾脏和肝脏。

  此外,很多小型俄3D打印公司也在开展个性化服务,如用3D打印笔让用户在家随心所欲制作小物件;利用3D打印技术建成试验性房屋等。去年俄经营业绩最好的小型3D打印企业的年度资金流量达1亿卢布(约合人民币1千万元),月均销售小型3D打印机过百台。

  不过,目前俄3D打印技术主要用于制作批量较小、满足特殊工业及家用需求的产品,因此只能作为传统制造技术的补充,颠覆传统生产方式的周期会很漫长。很多初创小企业由于同质化竞争、供大于求而生存期较短。受俄经济形势和国际大环境影响,俄3D打印行业还需通过艰苦行军才有望走到未来先进制造业的舞台中央。

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