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卢秉恒:3D打印挑大梁 原始创新补短板

来源:陕西科技报 | 日期:2021-09-16
8月26日,在国家增材制造中心,卢秉恒院士接受本报记者专访。薛铂  摄
打印人体心脏、骨骼,这些原本只存在科幻电影中的场景也许在不久的未来变成现实。8月26日,本报记者走进国家增材制造创新中心,对我国3D打印领域最早的研究者之一、也是我国3D打印领域的领军人物,中国工程院院士、西安交通大学教授、国家增材制造创新中心主任卢秉恒进行了专访。
■借助秦创原平台,推动3D打印持续快速发展
2020年4月,习近平总书记来陕考察并发表重要讲话,要求陕西在创新驱动发展方面迈出更大步伐,围绕“两链融合”促进科技、金融、产业、人才有机结合。如何把科教大省的科技优势转化为经济发展的新动能?2021年5月20日,作为陕西最大的孵化器和科技成果转化“特区”——秦创原创新驱动平台建设“攻略”《秦创原创新驱动平台建设三年行动计划(2021—2023年)》及政策包(总窗口)正式发布,内容涵盖科技人才、成果转化、企业创新、科研平台、服务体系5大类70条措施,秦创原创新促进中心作为申报窗口统一受理,提供“一站式”服务,推动秦创原加快建设。政策包提到,对认定为国家制造业创新中心的,一次性给予5000万元的创新能力项目补助。
“当今世界正经历百年未有之大变局,我国发展面临的国内外环境发生深刻复杂变化,我国对加快科技创新提出了更为迫切的要求。”卢秉恒向记者介绍。增材制造俗称3D打印,是重振制造业竞争力、抢占未来经济战略高点的重要手段,已成为越来越多企业实现产业升级和技术转型的新方向。我国也高度重视增材制造技术及产业的发展,《中国制造2025》、“十三五国家科技创新规划”以及“智能制造工程实施指南(2016-2020)”等发展规划均已将增材制造装备及产业列为重要发展方向之一,希望推动该领域的持续快速发展。
“国家增材制造创新中心作为工信部首批布局的国家制造业创新中心,2016年12月23日获批筹建,落户陕西。这对于陕西省加快突破产业关键核心技术、提升产业竞争力具有重要意义。”卢秉恒说。该创新中心以国家战略目标和制造业创新发展为导向,面向航空航天、高端装备、汽车制造、能源动力、生物医疗、文化创意、教育培训等领域的应用,瞄准前沿共性关键技术,通过多学科交叉创新和“政产学研金用”协同创新,带动整个制造业转型升级。
“中心在增材制造新技术上,跟踪国内外前沿科技,为同行企业提供关键共性技术。2020年初通过工信部的能力验收,从建设期走向成果期,形成了以技术成果转化、委托研发和为行业提供技术服务等方式获得收入的自我发展能力。”卢秉恒说,借助秦创原创新平台,将为创新中心迅速实现科技成果产业化注入更强的发展动能,推动陕西省打造增材制造技术高地和科技成果产业化高地。
■孵化一些产业,提升原始创新能力
2015年8月21日,国务院总理李克强主持国务院专题讲座,特邀卢秉恒讲授先进制造和3D打印技术,“听众”是国务院总理、副总理、国务委员,以及各部部长,还有央企、金融机构负责人等。
“‘先进制造与3D打印’这个题目,是国务院领导亲自选定的,这可以看出国家领导非常重视。国家重点研发计划启动实施‘增材制造与激光制造’重点专项,促进传统制造业转型升级,支撑我国高端制造业发展。而改造传统意义上的中国制造,3D打印正是这样的尖端技术之一。”中南海之行让卢秉恒深感振奋。
“3D打印可以降低产品研发创新的成本,缩短创新研发的周期。跳过传统制造业必需的模具、浇铸等流程,3D打印可以直接做出样件。3D打印对中国制造业来说既是机遇也是挑战。”卢秉恒觉得。
“3D打印因为能完成一体化制造,在航天航空方面起到非常大的作用。未来,我们可以把3D打印发展到太空中去。人类有很多太空之梦,我们地球也是有一定的寿命,怎样去其他的星球上去,就必须在太空中实现制造。对于制造来说,等材制造、切割加工需要很多工艺流程和大量的设备及工装辅助装备等,而3D打印一台机器就可以完成全部的制造。因此对太空制造来说,3D打印是非常理想的手段。如果空间站的零件坏了,我们就可以直接在空间站里打印出来,现场更换,不再需要从地球上发射上去了。我们还能在太空中打印地球上所需要的产品和装备,这样就节省了地球空间和资源。”卢秉恒称,国防装备快速研制、轻量化、机动性、快速部署等是未来的发展趋势,装备必然采用新结构、新材料。3D打印技术恰恰为新结构、新材料的制造提供一种方法。
工欲善其事必先利其器,利器之道卢秉恒深知其然:“我国军工单位设立3D打印车间,与用户需求相结合,国家、地方政府给与政策支持,吸引海内外参与建设。要依靠我们自己的力量进行自主研发,并与高校结合,多一些原始创新。”
“通过秦创原平台,中心这些年科研成果可以孵化一些产业,目前西安增材制造国家研究院有限公司可孵化的技术有6、7项,预计以后每年近10项可孵化。”卢秉恒说,国家增材制造创新中心联系企业上下游,与西工大、西部超导、西北有色研究院、西户众创投资、恒新增材制造研究中心等加强合作,为上游提供市场需求,为下游提供技术成果,实现技术成果快速转化。
■注重人才培养,加大金融融合力度
金融是秦创原发展的重要因素,秦创原的三大功能都离不开金融的支持。2021年9月1日,为加强金融支持秦创原创新驱动平台建设,着力破解科创企业融资瓶颈,陕西省地方金融监管局联合有关部门研究制定了《关于金融支持秦创原创新驱动平台建设的若干措施》。《若干措施》聚焦创新和完善科技金融服务体系,提升金融服务科技创新和秦创原建设的质效,引导金融机构将资源向支持科技成果转化、企业关键技术研发和科创企业发展壮大等倾斜。
“在秦创原建设中,我们要加大金融融合力度,除了政策、服务、配套等因素外,更看重周边科研环境和产业聚集效应。”卢秉恒介绍,比如陕西的军民融合、航空航天都是优势产业,这是其他地方不可复制的。把陕西省的这些优质资源打通,形成一个合力,秦创原的作用不可忽略。政府助力秦创原平台建设,切实为建设立体联动“孵化器”、科技成果产业化“加速器”和两链融合“促进器”,贡献金融力量。
“如今是技术创新的井喷期,也是3D打印等高新技术产业发展的黄金时期,金融业应该看到这个苗头并予以支持。”卢秉恒说。
从跟跑、并跑到领跑,人才是时代发展的“关键词”。卢秉恒也清醒地认识到增材制造产业的快速发展正在倒逼相关领域的专业人才培养。他介绍道:“创新中心人才培养方面从职工的业余培养到本科生,也与西安交大共同合办‘机械工程’3D打印国际菁英班,‘增材制造(3D打印)’技术硕士班,开展增材制造‘科技精英与管理高手’高级研修班,举办全国职业院校3D打印专业师资培训班,促进增材制造产业发展。”
谈及3D打印技术和智能制造的未来,卢秉恒院士表示,3D打印技术的快速发展将推动我国制造产业转型升级。此外,国家增材制造创新中心要继续增强自主创新能力,发挥技术转移和孵化优势,用至诚的服务和更多的资源为秦创原提供最大程度的便利。
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卢秉恒简介
卢秉恒院士在国内倡导开拓了增材制造、微纳制造、生物制造、高速切削机床等先进制造技术的研究;开发出了快速成型机等机、光、电一体化设备和专用材料,形成了一套国内领先的产品快速开发系统及产业化生产,在汽车开发、农业节水、家电、飞机、军工、医疗、科研等领域获得了大量推广应用。
在国内微纳制造方面,他首倡纳米压印研究;在个性化匹配人工骨及生物活性人工骨的研究方面获得重要突破,并进入临床实验。
作为第一获奖人,2000年获国家科技进步二等奖,2005年获国家技术发明二等奖,2014年获国家技术发明二等奖。2001年获全国五一劳动奖章及蒋氏基金会科技成就奖。发表论文300多篇。

延伸阅读
国家增材制造创新中心:国家增材制造创新中心依托西安增材制造国家研究院有限公司,以“公司+联盟”形式组建,实行独立法人、公司化运作、企业化管理。股东单位13家,注册资本1.35亿元。中心建成研发中试、公共测试、共性技术服务三大平台,包括通用研发中试线1条、专用研发中试线6条、多个检测实验室、网联筑梦云平台等。研制开发了微喷头、激光熔覆头、送粉器、大流量熔融挤出打印头、电子枪等核心元器件,攻克了高强铝合金、高强钢、钛合金等金属的大型构件高效激光等离子熔覆、电弧熔丝增减材一体化制造等关键工艺技术,在此基础上开发了熔粉、熔丝多轴增减材一体化设备,SLM、SLA、EDP等设备,为航天一院、三院、江山重工等单位提供增材制造技术支持。中心与典型用户联合了开展技术验证,形成自主知识产权的工艺、软件和装备、解决行业共性关键技术难题。
作者:本报记者 杨海琴 | 责任编辑 | 杨海琴
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