建设增材制造（3d打印）技术的科技、教育与产业发展的系统工程

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1、建设增材制造（3D打印）技术的科技、教育与产业发展的系统工程黄卫东1增材制造技术是制造领域的国际制高点2012年3月发布的美国“国家制造业帥新网络”计划(NationaINetufacturingInnovationInstitute），作为这15个计划中的先进制造技术协同创新中心中首先成立的示范性中心(Pilotinstitute)，奥巴马总统强调这个研究中心的成立是强化美国制造业的重熏步骤，英国国家技术战略委员会“未来的高附加值制造技术展望”报告，也把增材制造作为提升国家竞争力，应刑未来挑战的22个应优先发展技术之一。2013年9月，以路甬样副委员长和中国工程院周济院长领

2、衔的：啦院士和专家，以，院士建议。的形式向中央提出了“关于加快我国增材制造(3D打印)技术与产业发展的建议”，提议中央对增材制造技术’尽快通过制订战略规划，实施重大工程，在较大范围推动交叉创新、协同创新，大力推进多方面、多领域应用，尽快缩小差距，迎头赶上，取得战略主动”。2增材制造技术对两化深度融合具有十分重要的意义工业和信息化部于2013年8月发布了‘信息化和工业化深度融合专项行动计划’，指出：“推动信息化和工业化深度融合是加快转变发展方式，促进四化同步发展的重大举措，是走中国艴新型工业化道路的必然选择。对于破解当前发展瓶颈，实现工业转型升级，具有十分重要的意义”。关于“智

3、能制造生产模式培育行动。的目标，明确提出了’加快工业机器人、增材制造等先进制造技术在生产灘中应用”。诞生于上个世纪八十年代末期的增材制造技术是制造技术原理的一次革命性突破，它形成了最能代表信息化时代特征的制造技术，即以信息技术为支撑，以柔性化的产品制造方式最大限度地满足无限丰富的个性化需求。1892年—个立体地形模型制造的美国专利首创了叠层制造原理，在其后的一百年间，类似的叠层柳造专利有数百个之多，实践中的技术探索也层出不穷。但以1988年第一台可以工业应用的立体光刻机器的诞生为标志，以快速满足柔性化需求为主要应用目标的现代增材制造技术才真正形成。可以说，如果没有CAD实体模

4、型设计和对其进行分层剖分的软件技术，没有能够控制激光束按任意设定轨迹运动的振镜技术、数控机床或机器手，增材制造技术的柔性化特征就只能停留在一种理想化的原理层面。因此，增材制造技术应该被称之为信息化增材制造技术或数字化增材制造技术。从这个意义上看，增材制造技术本身就是两化深度融合的先进制造技术。更进一步，增材制造技术为机械结构的拓扑优化设计提供了技术实现途径。拓扑优化设计是高度信息化的设计技术，但过去因为没有可行的技术实现途径而难以在机械结构设计和制造中发挥作用。增材制造技术与拓扑优化设计相结合，为制造业带来了高度信息化的美好前景。3增材制造技术面临难得的发展机遇增材制造技术是

5、中国在高技术领域与西方同步发展的—个难得的机遇。我国在传统制造技术领域与发达国家差距谳，短期内很难显著缩小差距。但在增材制造的科学研究和技术发展方面，中国和发达国家差距很小，有的方面甚至领先。然而与大多数先进技术的情况相似，中国在增材制造技术的产业化发展方面与西方差距很大。如何把科学技术同步发展的难得机遇转化成产业化发展上的并驾齐驱甚至超越，是摆在我们中国人面前的一个重次课题，十八届三中全会要求把国家经济和社会发展转变到创新驱动的轨道上来，这是实现中华民族伟大复兴的—个根本性的转变。创新驱动的发展主要依靠科技支撑，增材制造技术不仅本身是引领制造业发展方向的先进科学技术，还是一

6、种开启创新设计、培养创造性思维方式和能力的极佳手段，中华民族伟大复兴的中国梦是由包括增材创造的中国梦等无数梦想构成的，我们要聚集一大批怀揣增材制造中国梦的有志者，把这个难得的机遇变为现实，错过这个机遇，我们将愧对祖先和后辈。4增材制造技术是未来社会不可或缺的基础技术增材制造技术不是一个只面向特定领域的孤立技术，而是一个其应用可覆盖工业和社会的几乎所有领域，在最高层次上创新的制造技术原理。创新能力是未来社会最重要的核心竞争力，未来社会产品更新换代的速度越来越快，而增材制造技术是研究开发新产品的最佳技术手段。前两次工业革命将低效率、低水平的分散式的手工作坊生产模式转变为高效率、高

7、水平的大工业集中生产模式，其不足之处在于不能有效满足社会的个性化需求，以新能源和信息化为基础的第三次工业革命又将转向高效率、高水平的分散生产模式，人类性中的个性化需求将被极大地激发出来，使个性化生产成为一种至少与批量化生产并驾齐驱的基础生产方式，并随着社会发展而日益重要·增材制造正是这种分散生产模式的基础制造技术，因而在未来社会和经济发展中越来越不可缺少。基于上述的站略定位，应该把增材制造技术作为一个长期发展的系统工程来建设，以满足未来社会广泛而长远的需求。作为—个系统工程，我们要实现增材制造技术的基础