政协委员张道宏：3D打印专利权一半在陕西

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讯：增材制造（俗称3d打印）技术，是时下最风靡的一项技术。它的问世，将产品研制周期缩短了50%～70%，成本降低30%～50%，堪称一次划时代的“革命”。
　　据住陕全国政协委员张道宏介绍，美国已经成了专门的3D技术创新中心，英国将其列入了“应对未来挑战的22个优先发展技术”，而法国、澳大利亚、日本、新加坡、南非等国家均制定了相关的政策支持这项技术产业化。 在张道宏看来，中国在这项技术上有与西方同步甚至领先的技术，但在产业化方面，却和西方差距很大。而如何缩小这一差距，让技术尽快转化为生产力，则是他非常关注的话题。
　　他在提交本次大会的提案中建议，国家应率先在大学中建立起比较完备的3D技术教学体系，尽快培养出相关的人才。同时尽快围绕3D技术建立产业化基地，用优惠的政策鼓励入驻的企业进行产业革新。同时国家也应主动推广这项技术，特别是在医学、航空航天、文化创意等方面，加快产业化的步伐。

张道宏
　　“目前国内3D研究技术最雄厚的三座大学，陕西占了两个。而关于3D打印技术的专利权，一半都在陕西。”张道宏说，他希望陕西在这一领域取得的一些经验，能够对国家制定相关政策提供帮助。抓住这一难得的发展机遇，将技术成果尽快转化为生产力。
　　一、陕西成立3D打印技术创新联盟
　　继去年11月陕西省渭南市政府与中国船舶重工集团公司、中国明石投资管理集团有限公司三方共同投资建设陕西渭南3D产业培育基地、设立专项3D打印产业发展投资基金以来，陕西有色集团旗下的金钼股份公司于2014年1月成功研制出3D打印用高致密性、高流动性的各类球形金属粉末，填补了该类产品的国内空白并实现批量出口，为我国3D打印技术的进步奠定了原料基础的喜讯之后，马年伊始又传喜讯。
　　日前，由西安交通大学、西北工业大学、陕西科技资源统筹中心等科研和服务机构共同发起成立的陕西省3D打印产业技术创新联盟再次引起国内外同行的广泛关注。出席联盟成立大会的中共陕西省委书记赵正永表示，3D打印技术革命以及陕西在该领域的领先优势是当地制造业实现创新发展的重大契机。
　　目前由西安交通大学、西北工业大学、陕西省科技资源统筹中心、西北有色金属研究院、中国科学院西安光学精密机械研究所等32家省内产学研单位组成。统筹研发优势、协同打造创新链是陕西抢占3D打印产业制高点的突破口，也是此次成立3D产业技术创新联盟的宗旨。
　　联盟理事长、中国工程院院士、西安交通大学卢秉恒教授表示，我国3D打印产业发展只在起步阶段，成立技术创新联盟就是要统筹陕西在3D打印领域的创新资源，通过技术标准推广应用、知识产权保护、信息设备共享等协同创新机制，围绕创新链，扩展产业链，培育服务链，打出3D打印产业的中国品牌。
　　据了解，陕西省在3D打印领域有着雄厚的科研和产业化实力，已形成了相对完整的创新链、产业链和服务链。统计显示，截止2013年初，我国与3D打印设备、材料及其应用相关专利共668件，而该省以369件位居全国第一。该领域的国内唯一一位院士——卢秉恒院士和三位长江学者特聘教授中的两位——黄卫东教授和李涤尘教授都在西安交通大学和西北工业大学工作。

　西安交通大学是国内最早研究3D打印技术和产业发展的单位，依托机械制造系统工程国家重点实验室，开展了光固化快速成形、金属熔覆成形、生物组织制造、陶瓷光固化成形研究，建立了快速制造国家工程研究中心，在全国建立了20多个服务中心，成立了陕西恒通智能机器有限公司等企业开展产业化工作，设备用户遍布医疗、航空航天、汽车、军工、模具、电子电器、造船等行业。
　　西北工业大学依托金属凝固技术国家重点实验室开展了金属3D打印技术与设备研究，建立了专业发展增材制造技术的铂力特激光成形技术有限公司，为大飞机研制提供了大尺寸结构件，在航空航天的许多领域成为解决技术瓶颈问题的关键技术，并为多家航空航天企业提供了达到国际先进水平的制造装备。
　　西北有色金属研究院依托金属多孔材料国家重点实验室，开展了粉床电子束成形技术及装备研究，拥有粉床电子束成形装备，在航空航天、生物植入用钛及钛合金复杂零件和多孔结构旳电子束成形方面处于国际先进水平，建立了专业从事钛基合金电子束成形的西安赛隆金属材料有限公司。
　　中国科学院西安光学精密机械研究所依托高端激光装备工程中心和瞬态光学与光子技术国家重点实验室，开展高端激光加工技术装备的研究和产业化。建立了专业从事高功率激光器研发的西安炬光科技有限公司和西安中科梅曼激光科技有限公司，取得了骄人的业绩。
　　二、陕西省3D打印产业四大研发力量
　　1、西北工业大学
　　3D打印学名叫增材制造技术，原理是将计算机设计出的三维模型分解成若干层平面切片，然后把“打印”材料按切片图形逐层叠加，最终“堆积”成完整的物体。
　　西北工业大学凝固技术国家重点实验室，是我国3D打印技术研发最出色的单位之一，主要发展名为“激光立体成形”的3D打印技术。该技术通过激光融化金属粉末，几乎可以“打印”任何形状的产品。其最大的特点是，使用的材料为金属，“打印”的产品具有极高的力学性能，能满足多种用途。
　　随着航空航天技术的发展，零件构造越来越复杂，力学性能要求越来越高，重量却要求越来越轻，通过传统工艺很难制造。而3D打印则可以满足这些需求。
　　为国产大飞机C919制造中央翼缘条，是3D打印技术在航空领域应用的典型。中央翼缘条长达3米，是大型钛合金结构件，作为机翼的关键部件，以我国现有制造能力无法满足需求，如果向国外采购，势必影响大飞机的国产化率。西工大与中国商用飞机有限公司合作，应用激光立体成形技术解决了C919飞机钛合金结构件的制造问题。激光立体成形制造成本与国外锻压制造成本差不多，最重要的是形成了具有自主知识产权的特色新技术。这项技术在航空航天发动机等关键部件的制造上也得到了运用。
　　西工大3D打印技术对零部件的修复也独树一帜。航空航天零件结构复杂、成本高昂，一旦出现瑕疵或缺损，只能整体更换，可能造成数十万、上百万元损失。而通过3D打印技术，可以用同一材料将缺损部位修补成完整形状，修复后的性能不受影响，大大节约了时间和金钱。
　　3D打印技术其实离生活非常近，不仅仅是打印立体照片，在医学上也得到应用，比如植入的人工关节以往是按型号选配，通过3D打印技术，则可以制作最适合患者的钛合金关节。

　2、西安交通大学
　　卢秉恒表示，目前打印材料多为光敏树脂、金属粉末，应用范围存在较大的局限性，在工艺装备、材料研究、工程应用方面还有很大的创新空间。未来国内3D打印的研究突破方向包括材料和应用领域两大部分，材料创新研究方面将涉足高介电陶瓷等超颖材料，应用领域将主攻航空航天制造、活性器官再造等。未来或将打破“先制材料后成型”的传统研究思路，制造出碳化硅复合材料零件，乃至研究使用高介电陶瓷等超颖材料。
　　“目前国家大力发展包括大飞机在内的高端装备制造业，所需构件普遍具有高性能、难加工、复杂等特点，这恰恰是3D打印技术最大的优势。”卢秉恒表示。
　　但卢秉恒同时坦言，任何技术都有自己的技术定位，都不是万能的。目前3D打印技术主要应用于产品研发，适用场合仍较窄，如更适合单件小批复杂零件；难加工、难变形材料；快速响应、不计成本等场合。制造成本过高、效率低以及制造精度尚不能令人满意、工艺与装备研发不充分等原因也造成3D打印尚未进入大规模工业应用。
　　卢秉恒认为，对于3D打印技术需要制定技术发展路线图，规划基础研究、产业化、工程应用的发展路线，从而使其真正产业化。制定3D打印件强度标准、打印材料拓展、提高制造精度等，都是业界目前最希望突破的技术瓶颈。
　　同时，还需构筑完整的产业链，包括关键元器件、装备技术集成、成型材料制备、控制软件、云端CAD及增材制造工艺以及针对各领域的应用技术与服务领域。
　　尽管3D打印向世人展现出革命性的技术进步，卢秉恒却坚持认为传统技术仍有强劲生命力。增材制造(即3D打印)应该与传统技术优选、集成，彼此是相互补充的关系。
　　3、西北有色金属研究院
　　西北有色金属研究院是我国重要的稀有金属材料研究基地和行业技术开发中心、是国内首个军用**科研生产基地项目的建设依托单位，是稀有金属材料加工国家工程研究中心、金属多孔材料国家重点实验室、超导材料制备国家工程实验室、中国有色金属工业西北质量监督检验中心等的依托单位，地处西安、宝鸡、商洛三地七区。研究院现有资产总值53.09亿元，仪器设备3000多台套，2011年实现综合收入45.5亿元，正式职工2596人，其中科技人员近千余人，有中国工程院院士1人，教授、高工200多人，博士、硕士300余名。
　　西北有色金属研究院经过40多年的发展，已成为一个由具有较强综合科技实力的国家级重点研究院、工程研究中心和若干产业化公司组成的大型科技集团，形成了基础研究、工程化和产业化并举的发展模式。已经建成了一批在国际上有相当影响的材料研究领域，共获得1100余项科研成果奖和616项专有和专利技术。同时，研究院加强成果转化及工程化工作，共开发试制新产品10000多项，拥有工程化研究中心和多项国家高技术产业示范工程项目。还十分注重科技产业化进程，发起组建了10多个控股参股的高新技术企业，形成了国内最大的稀有金属新材料科研、生产基地。
　　在国内外学术界，西北有色金属研究院也占有重要地位，是国际钛协会、国际低温材料委员会、国际普兰西难熔金属协会、国际材联、中国材料研究学会等10多个国内外学术组织的团体会员、理事或委员单位。与美、日、德、法、俄、奥地利、波兰等国家有多项常年政府间合作与交流项目。
　　4、西安光机所
　　中国科学院西安光学精密机械研究所（简称西安光机所）创建于1962年，是中国科学院在西北地区最大的研究所之一。经过五十年的创新历程，已发展成为一个以战略高技术创新与应用基础研究为主的综合性科研基地型研究所。

　西安光机所主要研究领域包括基础光学、空间光学、光电工程，主要研究方向包括瞬态光学与光子学理论与技术研究、高分辨可见光空间信息获取和光学遥感技术研究、干涉光谱成像理论与技术研究、高速光电信息获取与处理技术研究。研究所有一个国家重点实验室、二个中科院重点实验室，分别是瞬态光学与光子技术国家重点实验室、中国科学院超快诊断技术重点实验室、中国科学院光谱成像技术重点实验室；另有空间光学技术研究室等若干研究单元，以及检测中心、系统工程部等完整的技术支撑体系。
　　西安光机所曾为我国“两弹一星”做出了重要贡献，十一·五以来，研究所以改革创新、服务发展，建设创新型国家为己任，圆满完成多项国家重大任务，为“探月工程”、“载人航天工程”等做出了新的贡献。研制的“嫦娥一号”、“嫦娥二号”有效载荷，成功获取了世界首幅全月影像和月球物质分布状况，获取了月面虹湾局部1.3米分辨率影像；研制的“箭载、船载、舱内外摄像机”获取了我国首次太空行走以及天宫一号与神舟飞船对接的珍贵影像。见证了我国航天领域举世瞩目的伟大成就。
　　十一·五以来，研究所获国家科技进步特等奖一项、技术发明二等奖一项、科技进步二等奖二项，国防科技进步一等奖一项，陕西省科技进步一等奖三项，其他省部级一等奖若干项。2011年研究所获中科院杰出成就奖，两项成果入选“中国遥感领域十大事件”；2010年，赵卫研究员获得国际高速成像和光子学领域的最高奖“高速成像金奖(High-Speed Imaging Gold Award)”，这是继龚祖同院士之后，时隔29年，中国科学家又一次获得该项奖，充分表明研究所在国际高速成像和光子学领域所具有的学术影响。