為貫徹落實《國家創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》和《中國制造2025》，明確“十三五”先進制造技術領域科技創(chuàng)新的總體思路、發(fā)展目標、重點任務和實施保障，推動先進制造技術領域創(chuàng)新能力提升，科技部組織制定了《“十三五”先進制造技術領域科技創(chuàng)新專項規(guī)劃》。
科技部“十三五”先進制造技術領域科技創(chuàng)新專項規(guī)劃的通知對3D打印有哪些支持？
生產型制造走向服務型制造的趨勢
1．智能正成為制造業(yè)的關鍵要素
越來越多的制造企業(yè)通過應用嵌入式軟件、微電子、互聯(lián)網、物聯(lián)網等信息技術，提升產品智能化程度和研發(fā)設計、生產制造、經營管理的智能化水平，打造高端產品和裝備，占據(jù)產業(yè)制高點。同時，制造裝備控制技術的極大提高，使制造裝備的自診斷、自維護、自恢復成為現(xiàn)實，并將推動制造裝備向智能化階段邁進。
2．服務促進產業(yè)模式變革，重塑制造業(yè)價值鏈
在同質化競爭和供大于求的全球市場環(huán)境下，制造業(yè)產業(yè)價值鏈的高端向研發(fā)和產品運營維護等服務生命周期轉移，更多的制造企業(yè)成為提供產品、服務、支持、自我服務和知識的綜合體。服務與制造相互滲透融合，從生產型制造走向服務型制造是大勢所趨，產業(yè)模式向“定制化的規(guī)模生產”和“服務型生產”轉變特征明顯。
3．綠色可持續(xù)發(fā)展成為制造業(yè)與自然、社會協(xié)調的重要主題
綠色發(fā)展理念逐步成為共識，激勵制造企業(yè)開始重視綠色技術在產品研發(fā)設計、生產制造、銷售服務和回收利用等產品全生命周期中的應用，創(chuàng)新高效、節(jié)能、環(huán)保和可循環(huán)的新型制造工藝和裝備，不斷降低資源消耗和環(huán)境影響，實現(xiàn)企業(yè)經濟效益和社會效益的協(xié)調優(yōu)化，符合經濟社會可持續(xù)發(fā)展的低碳環(huán)保和循環(huán)利用要求。
4．大數(shù)據(jù)和云智慧平臺成為高附加值增值服務的重要支撐
工業(yè)大數(shù)據(jù)是制造企業(yè)高附加值增值服務的來源，制造企業(yè)全業(yè)務數(shù)據(jù)化在對制造系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和分析形成業(yè)務數(shù)據(jù)閉環(huán)的基礎上，將有效支撐企業(yè)制造過程優(yōu)化和經營管理決策，促進企業(yè)對市場、用戶的精準供給和企業(yè)間的資源分享利用，從而打造云智慧企業(yè)，并為消費者、用戶以及企業(yè)自身創(chuàng)造顯著的增量價值。
重點任務
（一）增材制造
重點解決增材制造領域微觀成形機理、工藝過程控制、缺陷特征分析等科學問題，突破一批重點成形工藝及裝備產品，在航空航天、汽車能源、家電、生物醫(yī)療等領域開展應用，引領增材制造產業(yè)發(fā)展。形成創(chuàng)新設計、材料及制備、工藝及裝備、核心零部件、計量、軟件、標準等相對完善的技術創(chuàng)新與研發(fā)體系，結合重大需求開展應用示范，具備開展大規(guī)模產業(yè)化應用的技術基礎。
1．增材制造控形控性的科學基礎
探索增材制造自由成形過程的成形幾何精度、成形效率、材料組織結構與性能的形成規(guī)律與關鍵影響因素和控制方法，為提升增材制造工藝技術和裝備設計水平提供堅實的科學支撐，并為形成重大原創(chuàng)性增材制造新技術提供科學指引。
2．基于增材制造的結構優(yōu)化設計技術
發(fā)展基于增材制造工藝特性，融合力學、物理與化學多種功能的結構優(yōu)化設計技術，為結構整體化、輕量化、高性能化和滿足聲、光、電、磁、熱等多功能化提供設計方法和設計軟件，支撐我國高端裝備的自主創(chuàng)新設計和跨越式技術發(fā)展。
3．增材制造專用材料制備技術
基于增材制造的工藝特性和應用需求，開展增材制造專用金屬和非金屬材料的設計與制備技術研究，最大限度地發(fā)揮增材制造技術優(yōu)勢，大幅度拓展增材制造的產業(yè)化應用領域。
4．增材制造的核心裝備設計與制造技術
針對激光/電子束選區(qū)熔化、激光選區(qū)燒結、高能束金屬沉積成形、光固化、激光沉積打印、微滴噴射3D打印、熔融沉積造型等已經展示重大產業(yè)化應用價值的增材制造技術，開展相關裝備設計與制造技術的深入研究，占據(jù)增材制造產業(yè)價值鏈的高端。
5．評價體系與標準建設
研究制定增材制造的材料標準、設計標準、工藝標準、裝備標準、檢測標準、數(shù)據(jù)標準和服務標準等7個方面的標準體系，為增材制造的廣泛產業(yè)化應用奠定基礎，并顯著增強我國增材制造技術的國際競爭力。
（二）激光制造
面向航空航天、高端裝備、電子制造、新能源、新材料、醫(yī)療儀器等戰(zhàn)略新興產業(yè)的迫切需求，實現(xiàn)高端產業(yè)激光制造裝備的自主開發(fā)，形成激光制造的完整產業(yè)體系，促進我國激光制造技術與產業(yè)升級，大幅提升我國高端激光制造技術與裝備的國際競爭力。
1．激光與材料的相互作用機理
面向航空航天、新能源、電子制造、醫(yī)療等領域的國家重大需求，探索激光與材料相互作用的復雜物化過程，研究超快激光制造的新原理、新方法、新應用。開展大功率激光/短波長激光與材料相互作用機理、高精高效制造方法等方面的研究，掌握激光高品質表面制造、精細制造、極端微結構、高精高效制造等制造機制與實現(xiàn)方法。
2．激光器與核心功能部件
研究激光器動力學，掌握激光晶體/光學晶體、半導體激光芯片等激光器關鍵功能部件的國產化。針對高端制造用激光器的迫切需求，開展工業(yè)化光纖/半導體大功率激光器制造技術、工業(yè)化超快（飛秒、皮秒）激光器制造技術、工業(yè)化短（紫外、深紫外）波長激光器制造技術等方面的研究，開展激光器標準建設，實現(xiàn)高性能激光器及核心關鍵部件的國產化與產業(yè)化。
3．復雜構件表面的激光精細制造技術與裝備
研究激光表面精細制造、激光清洗、激光拋光等核心技術，探索器件表面功能性結構的激光高質、高效制造機理與新技術，研究關鍵構件表面微結構成形機理與實現(xiàn)方法，并掌握激光光束路徑規(guī)劃及高速掃描、激光制造裝備在線監(jiān)測與補償、激光制造過程精密在線檢測等裝備關鍵技術，開發(fā)航空航天、微電子、生物醫(yī)療等領域典型復雜構件的激光精密加工技術與裝備，提升國產激光制造技術與裝備的競爭力。
4．大功率激光高效制造技術與裝備
研究特殊工況下的激光制造機理與失效行為，突破大型構件激光制造裝備的設計制造技術瓶頸，攻克大型構件定位、質量在線檢測等關鍵技術，研究激光切割、激光打孔、激光沖擊強化、激光焊接以及激光復合制造等關鍵技術，開發(fā)面向飛機、船舶、高鐵等大型構件制造中的高端激光制造技術、裝備與標準。
5．先進激光精密微細制造技術與裝備
針對航空航天、微電子、新型微小航空器件、光子集成器件等領域，突破激光衍射極限的納米尺度制造、復雜微納操縱及激光納米連接、激光光束整形與協(xié)同控制等關鍵技術，開發(fā)硬脆材料高效精密制造、異種材料的激光高性能連接制造、極端微納結構精細制造等技術與裝備，并設計和加工若干具有重大應用前景的新型功能器件。
解讀
在增材制造的發(fā)展目標中，大規(guī)模產業(yè)化應用是被提及次數(shù)最多的關鍵詞。這與3D打印以往給人以打印一些原型的印象大不相同。另外，以前提到智能制造，基本上會以提到機器人和高端機床為主，增材制造為輔，而此次將增材制造放在了重點任務的第一位，3D科學谷認為這更加體現(xiàn)了科技部對增材制造的高度重視。
如何判斷是否具有產業(yè)化機遇潛力? 3D科學谷認為首先要尊重增材制造的技術特點，其次要圍繞著應用端出發(fā)。為了避免大量的彎路，這兩點是關鍵。
技術特點：復雜性是免費的
傳統(tǒng)的減材制造是從一塊毛坯料開始的，減材制造對設計帶來的局限要求通過幾十年嚴格的規(guī)則和指導已經占據(jù)了設計師的大腦。增材制造思維只能通過快節(jié)奏的方法迅速刷新設計師的思路，通過快速訓練和重新審視他們的設計來切換到為增材制造而設計的軌道上。重要的是設計師需要認識到，雖然增材制造的“復雜性是免費的”，仍然有很多限制因素需要考慮，這就需要增材制造的指導方針，包括對成本、時間和質量的考慮。
從應用出發(fā)
這就意味著你需要做一個傳統(tǒng)加工方式與增材制造加工方式的比較，舉一個例子，拿意大利Aidro Hydraulic來說，他們曾經服務過一家企業(yè)客戶，客戶當時的要求制造出少量堆疊式的減壓閥。該閥體的傳統(tǒng)標準品由鍍鋅鋼鐵制成，在需求數(shù)量少的情況下使用傳統(tǒng)加工方式的成本相對昂貴，并且交期較長。
Aidro Hydraulic針對這個減壓閥，對減材制造技術和增材制造技術各自的優(yōu)勢分析如下：
從這個對比圖中我們可以看到，Aidro Hydraulic 推出金屬3D打印液壓產品的原因不僅是為了應對客戶的小批量生產需求。當使用金屬3D打印技術時，Aidro Hydraulic的設計師在進行產品設計時也獲得了更大的空間，這有助于提升液壓系統(tǒng)的性能。Aidro Hydraulic 針對增材制造技術對減壓閥進行了重新設計，設計的結果是閥體的重量減少60%，閥體的結構壁與原始閥體相比擁有相當?shù)牧W性能。此外，Aidro Hydraulic用250bar的壓力對金屬3D打印的閥體進行了測試，測試結果達到傳統(tǒng)閥體的水平。
由上面的案例我們可以體會到，增材制造的好處可以從兩個方向來理解-一個是生產效益，另一個是綜合效益。生產效益專注于制造過程，包括減少材料消耗，縮短交貨時間，最小的模具成本，降低裝配成本和自動化的影響。而綜合效益是指在使用通過增材制造出來的產品的過程中，來自如減輕重量帶來的燃油效益，更高的性能和可靠性，更長的壽命收益，更快的新產品推出，市場相應速度，減少庫存以及更好的適應性和更具吸引力的產品附加值等等。
而通常在談到增材制造的時候，不論是制造業(yè)還是增材制造行業(yè)本身都容易過于關注生產效益，而忽略了綜合效益。而增材制造的價值臺階：原型與模具，備品備件，復雜零件，創(chuàng)新產品，在不同的臺階中生產效益的價值或許相似，然而綜合效益的價值卻是隨著臺階的升高而越來越大。
不管是傳統(tǒng)行業(yè)引進增材制造技術，還是增材制造行業(yè)要延伸本身的技術和服務水平，都可以按照3D科學谷的增材制造價值臺階結合自身的資源和優(yōu)勢先進行戰(zhàn)略上的布局。
在這個過程中，深刻理解3D打印所能創(chuàng)造的價值是最重要的：
此外，我們還可以借鑒國外的做法。拿德國帕德伯恩大學直接制造研究中心(DMRC)來說，DMRC的作用就象科技孵化器，他們把來自增材制造產業(yè)鏈的資源包括打印材料、打印機、軟件對接起來，結合自身以及其他幾家高校聯(lián)盟的科研能力為市場的需求提供打包式的解決方案。
在如何確定是否引入3D打印技術以及如何發(fā)揮3D打印技術的潛力方面，DMRC提供三方面的指導，包括通過市場細分來尋找潛力應用，確定產品，以及商業(yè)模式規(guī)劃。
Step 1. 在進入3D打印領域的時候，需要避免盲目進入，必須要做的功課是了解自身的優(yōu)勢，包括客戶、渠道、技術能力等，通過市場細分來確定潛力應用。有些3D打印的應用看起來是非常具有吸引力的，但是企業(yè)必須要了解想抓住這些具有吸引力的應用需要具備什么樣的自身條件，需要做哪些準備，這些準備需要花費多少時間和金錢，你是否承擔得起這些準備。最終，企業(yè)需要“砍”掉很多并不適合自己的領域。在這里，3D科學谷認為盲目“搶風口”的心態(tài)不可取。
Step 2. 不管是決定通過3D打印技術來進行產品生產還是提供服務，最主要的任務都不是找到哪些富有創(chuàng)意的產品想法，而是找到最適合的。新的產品要誕生需要與企業(yè)的主營業(yè)務是契合的，并且為了新產品的誕生，企業(yè)需要確立相關的技術和市場準備，包括尋找合適的合作伙伴。在這里，3D科學谷特別提示：符合企業(yè)未來發(fā)展規(guī)劃的產品最值得追求并付出努力。例如空客的仿生力學結構艙，該結構艙符合空客為飛機減重的目標，3D打印的仿生結構帶來材料使用率和力學性能的良好結合，這與空客未來規(guī)劃是相輔相成的。
Step 3. 絕不是像“生個二胎”這么簡單?。?！3D打印對當前的價值鏈，制造復雜性甚至是企業(yè)的競爭力都會帶來一定程度的改變。3D打印對生產，供應鏈管理，工程和生產計劃與控制都會產生影響，企業(yè)需要決定如何改變組織架構以應對這一影響。
此外，科技部科技部“十三五”先進制造技術領域科技創(chuàng)新專項規(guī)劃的通知所示重點任務的第十二項與3D打印息息相關。3D科學谷認為這是西方國家在增材制造領域與當前我國拉開差距的一大領域，包括西門子、達索、歐特克等軟件公司都在這一領域，配合3D打印的特點推出了解決方案及平臺。以下為科技部“十三五”先進制造技術領域科技創(chuàng)新專項規(guī)劃的通知原文部分：
（十一）網絡協(xié)同制造
以推進互聯(lián)網與制造業(yè)、服務與制造融合發(fā)展為主線，以重塑制造業(yè)技術體系、生產模式、產業(yè)形態(tài)和價值鏈以及促進制造業(yè)轉型升級為目標，探索一批引領發(fā)展的制造與服務新模式，突破一批網絡協(xié)同制造理論、關鍵技術與標準，研發(fā)一批“互聯(lián)網+”協(xié)同制造工業(yè)軟件，創(chuàng)建一批“互聯(lián)網+”制造服務平臺。
1．網絡協(xié)同制造模式與理論
圍繞推進互聯(lián)網與制造業(yè)、服務業(yè)與制造業(yè)融合發(fā)展以及打造智慧企業(yè)的創(chuàng)新需求，探索云制造等網絡協(xié)同制造新模式；研究智慧空間與工業(yè)大數(shù)據(jù)、服務型制造與制造服務融合等前沿理論；研發(fā)與構建產品全生命周期制造服務融合、多模式智能供應鏈、服務價值鏈協(xié)同、多學科支撐的工業(yè)大數(shù)據(jù)精準分析、在線運維與預測運營等核心模型與關鍵技術。為重塑制造業(yè)技術體系、產業(yè)形態(tài)和價值鏈提供理論支撐。
2．“互聯(lián)網+”協(xié)同制造工業(yè)軟件
圍繞基于互聯(lián)網的協(xié)同制造服務新模式，面向創(chuàng)新設計、企業(yè)經營與資源管理、產品全生命周期制造服務以及工業(yè)云、工業(yè)大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網等平臺系統(tǒng)的構建，研發(fā)復雜產品全數(shù)字化優(yōu)化和仿真、產品全生命周期/服務生命周期管理、資源管理與智能供應鏈協(xié)同、基于OT的智能服務、工業(yè)大數(shù)據(jù)分析等平臺系統(tǒng)與軟件，形成“互聯(lián)網+”協(xié)同制造工業(yè)軟件系統(tǒng)，支撐網絡協(xié)同制造創(chuàng)新發(fā)展。
3．基于“互聯(lián)網+”的創(chuàng)新設計
探索支撐制造業(yè)要素資源共享互聯(lián)及社會力量參與互動的研發(fā)設計新模式；攻克“互聯(lián)網+”環(huán)境下設計資源共享、研發(fā)設計價值鏈協(xié)同以及眾創(chuàng)空間構建新技術；研發(fā)支持云制造的設計資源共享與協(xié)同創(chuàng)新平臺、典型行業(yè)眾創(chuàng)服務平臺以及制造業(yè)產品眾包設計服務平臺。推進制造業(yè)從“企業(yè)創(chuàng)新”到“眾創(chuàng)眾包”的發(fā)展轉變。
4．資源管理與智能供應鏈
攻克“互聯(lián)網+”環(huán)境下基于工業(yè)云與工業(yè)大數(shù)據(jù)的企業(yè)經營管理及資源集成共享技術、智能供應鏈協(xié)同與精準服務技術；研發(fā)制造核心企業(yè)和第三方服務商主導的多模式制造企業(yè)經營管理與資源集成共享云平臺、智能供應鏈管理集成平臺與產業(yè)價值鏈協(xié)同云平臺；構建企業(yè)制造資源協(xié)同空間。推動從“企業(yè)運行”向價值鏈“協(xié)同運營”轉變。
5．產品全生命周期制造服務
攻克制造服務價值鏈重構、產品服務生命周期管理、在線運維與預測運營等關鍵技術；研發(fā)產品服務生命周期集成管理平臺、制造服務價值鏈協(xié)同云服務平臺以及高端裝備智能預測與精準服務云平臺；打造制造與服務融合的服務價值鏈協(xié)同新體系。支撐制造業(yè)向“制造+服務”轉型升級。
6．工業(yè)大數(shù)據(jù)驅動的網絡協(xié)同制造平臺
攻克產品數(shù)據(jù)鏈、資源數(shù)據(jù)鏈、供應數(shù)據(jù)鏈、制造數(shù)據(jù)鏈、服務數(shù)據(jù)鏈及其無縫集成、工業(yè)大數(shù)據(jù)驅動的企業(yè)智能決策與預測預警等關鍵技術；研發(fā)基于工業(yè)大數(shù)據(jù)的企業(yè)業(yè)務管控與決策分析、企業(yè)智慧數(shù)據(jù)空間構建等技術系統(tǒng)；打造云制造服務平臺、工業(yè)大數(shù)據(jù)驅動的網絡協(xié)同制造平臺等；構建企業(yè)智慧數(shù)據(jù)空間，開展平臺典型應用。
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