99342974
022-60585505
行业动态
中心公告
中心新闻
媒体发布
文化天地
行业动态
当前位置: 首页>>新闻中心>>行业动态>>正文
TRENDS
行业动态

天津市3D打印产业发展 三年行动方案(2018-2020年)

2019年10月31日 17:15 赵永光 点击:[]

天津市3D打印产业发展

三年行动方案(2018-2020年)

3D打印又称增材制造,近年来该技术正以其独特的优势实现新型网络与先进材料、数字化制造的密切结合,逐步成为新型工业革命的核心关键技术。为推动我市3D打印产业健康有序发展,加快产业做大做强,结合《中国制造2025》和《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》的要求,特制定本行动方案, 期限为2018-2020年。

一、发展现状

(一)全球3D打印发展状况

目前,全球3D打印市场蓬勃发展,2012年至2016年底,全球3D打印市场规模由23亿美元增加到70亿美元,增长204%。

全球3D打印发展较好的重点区域包括美国,欧洲,日本等国家。其他国家,如新加坡、韩国等国家目前虽然3D打印水平稍弱,但也对3D打印产业逐年加大投入。

(二)中国3D打印发展状况

中国3D打印市场规模近年来迅速扩张,2012年至2016年底,中国3D打印市场规模由28.26亿元人民币增加到153.23亿元人民币,增长442%。从市场应用份额看,3D打印技术应用在汽车及零配件领域占37%,在消费品领域占18.2%,在航空航天和国防军工占13.7%,在商业机器领域占11.2%,在医疗领域占8.8%,在科研方面占8.6%,其余方面为2.5%。

(三)天津市3D打印发展状况及存在的问题

近年来天津市3D打印市场规模也在迅速上升,2012年至2016年底,天津市3D打印市场规模由1.11亿元人民币增加到6.67亿元人民币,增长约500%。

天津市3D打印相关技术起步于上世纪末,经过10余年的发展,已经具备了一定的科研基础,初步形成了3D打印产业链,3D打印机构与服务也在逐渐壮大并成熟。

3D打印产业具有一定科研基础。天津市3D打印技术具有一定的科研基础。目前天津大学、天津工业大学、天津市天大银泰科技有限公司、清华大学天津高端研究院、天津职业技术示范大学、8358所等一批高校及科研院所已开展3D打印技术攻关,科研成果已初见成效。

3D打印产业链初步形成。天津市目前已经初步形成集3D打印设备与材料研发、制造和服务于一体的产业链。例如:以东丽区清华高端院为基础成立的天津清研智束科技有限公司,在电子束选区熔化3D打印设备研发方面处于国内领先地位;天津铸金科技研发的研发的镍基合金3D打印材料处于国内领先地位;天津大学在大功率光纤激光器、功能器件3D 打印技术研究等领域取得重要进展。此外,天大银泰科技有限公司近年来为千余家企业提供设备与服务,覆盖了国内25个省市。天津微深科技有限公司、博纳云智(天津)科技有限公司、恒信智能(天津)快速制造技术有限公司等一批3D打印机制造企业和服务企业也在成长壮大中。

3D打印机构和服务逐步成熟。3D打印技术服务方面,天津天大银泰公司、天津华坤科技公司、天津职业技术师范大学、天津恒信智能等单位为国内外用户提供3D打印服务,年服务企业约200家,服务性收入过亿元。重点应用3D打印服务的单位有:中国北方发动机研究所、航天精工、天汽模、北汽福田等公司。

从技术层面看,我市3D打印行业在电子束激光选区融化关键技术、金属3D打印粉末等关键材料方面的研发已经取得重大进展;从产业链层面看,我市3D打印产业链不断完善,具备加大规模制造的技术和产业化基础,3D打印技术水平与产业化规模位于全国中上等水平。

天津市3D打印产业目前存在问题。天津市3D打印相关技术起步于上世纪末,经过10余年的发展,在3D打印材料、激光粉末烧结,电子束烧结、激光熔覆、光固化快速成型成套设备与工艺等方面具备了一定的基础,在产业发展、技术服务方面具有相对较强的实力,发展潜力较大。天津市的3D打印产业尚处于起步阶段,装备及核心零部件、工艺技术等产业基础比较薄弱,在材料、装备、软件和工艺等关键环节严重受制于国外技术和产品,与先进国家和地区相比差距较大。但从整体来看,天津市3D打印整体市场占全国市场份额较小,在各行各业的引领和辐射作用较弱,与先进国家和地区相比差距较大;3D打印核心技术严重受制于国外,技术和产品亟待突破;整个产业尚处于起步阶段,缺少龙头企业的带动,尚未形成专门的3D打印装备、材料研发基地;企业之间尚未形成有效的沟通与信息共享机制,存在资源浪费现象,缺少技术共享平台与产业联盟支持。此外,天津市3D打印产业与航空航天、汽车等高端制造产业融合程度较差,难以为传统产业升级换代提供有效支撑。

二、总体要求

(一)指导思想

坚持产业创新化道路,落实《中国制造2025》总体战略部署,坚持创新驱动、产业协同、安全高效、开放合作的要求,强化企业主体地位,提升创新能力,集中优势资源,突破核心关键技术;加大政策扶持力度,不断提高产业发展水平,加快形成具有核心竞争力的3D打印产业体系。

(二)基本原则

坚持创新驱动突破核心技术。坚持以市场为导向、企业为主体,推动“政产学研用”产业协调创新体系建设。加快突破材料、装备、软件、工艺等环节的关键技术,大幅提升相关产品的安全性、寿命、可靠性、经济性等综合性能水平。

坚持产业协同打造竞争优势。积极建设和完善产业链,促进材料、装备、软件、工艺等相关产业的协同合作,推动各方优势资源和产业链整合,培育具有国内甚至国际竞争力的龙头企业,加快形成自主发展能力,打造优势产业。

坚持开放合作提升竞争能力。巩固提升3D打印产业发展优势,鼓励基于产业链各类要素资源的集聚、共享、开放、融合,利用全国资源和市场深化,加快建立合作共赢、优势互补的开放型产业体系。

三、发展方向和主要目标

(一)发展方向

着力解决产业关键问题。以工业设计、个性化医疗器械、教育文化、汽车零部件加工、精密铸造、航空航天零部件等领域为重点,构建公共服务平台,实现关键技术突破。

提升核心技术竞争力。研发一批具有自主知识产权的成形材料、装备及核心器件,助推3D打印企业做大做强,形成若干个具备国际竞争能力的企业。

拓宽应用领域,深化行业应用的深度和广度。加强3D打印产业在各行各业的辐射作用,促进社会创新文化的发展。实现与高端制造业相融合,促进传统产业升级换代,助力天津市航空航天、汽车等重点领域进一步发展。

(二)主要目标

加快提升3D打印制造工艺技术及应用水平。强化产学研用合作创新机制,提升一批有重大需求、广泛应用前景的3D打印制造工艺技术水平。研发数据处理软件、3D打印制造材料与专用工艺智能数据库、工艺智能控制软件,以及产品智能设计所需的建模、逆向、设计、仿真等软件工具,解决高效成型、高致密性、高精度、组织性能调控等关键工艺技术。

着力突破3D打印制造专用材料。着眼天津市航空航天、汽车、医疗等重点领域的重大需求,加大对材料制备的投入,以高品质的金属3D打印专用材料制备技术为重点,突破材料深加工技术的瓶颈,适应未来产业发展需要,加快高温难熔材料、高强度材料、光电等功能化材料的自主研发创新。

加快发展3D打印制造装备及核心零部件。针对3D打印制造速度慢、精度低、材料难熔等问题,研发高功率加热源、光学系统部件、设备传动部件等。另外针对航空汽车行业的需求研发大尺寸、高精度、高效率3D打印装备,不断提升3D打印制造装备的效率、精度、可靠性和工艺稳定性。

推进3D打印制造公共服务平台建设。依托资源较为完善的科研、高校和龙头企业,建设天津市3D打印制造材料研发平台,围绕3D打印制造材料研制与技术服务,整合各方优势资源,实现新型网络与先进材料、数字制造的密切结合,为我市的基础研究、应用基础研究、应用研究到成果转化提供支撑;建设核心部件和装备研发平台,开发高精度成型工艺核心部件,研发硬件控制技术与开放式数控系统、3D打印制造及后处理设备的集成技术与服务,加快行业的推广应用;建设3D建模研发平台,研发3D模型获取、3D建模技术与工程仿真、产品开发与服务云平台、3D打印制造过程控制等关键技术与服务,推动3D打印制造数字化建模系统产业化创新应用。

预计到2020年可实现直接产值规模可达15亿元,辐射产值1000亿元。

四、重点任务

(一)园区建设

依据3D打印产业链发展关键环节,重点布局3D打印设备研发生产基地、3D打印技术研究院、3D打印产业园以及3D打印医学研究中心等园区的建设。加强品牌培育,推进全产业链协同发展,打造布局合理、功能齐全、具有规模的3D打印示范园区,发挥较强的区域辐射作用,服务京津冀一体化,提升天津市3D打印产业水平。

1.建设电子束金属3D打印装备生产基地

目前天津电子束金属3D打印装备年产值近2000万元,为扩大装备生产能力,拟另外选择厂区承担电子束金属3D打印装备的生产,选取金属粉末原材料生产商作为金属3D打印技术的上游配套企业,计划至2020年,装备年产值超过2亿元。

2.建设3D打印智能制造研究院

结合快速制造国家工程研究中心的技术优势和高端装备制造产业的资源优势,推动增材制造(3D打印)先进制造技术在天津市的发展和应用。继续做好工业企业服务任务,尤其是军工及研究院所的快速成型、快速模具服务,加快天津区域工业企业的产业升级;开拓职业教育及中小学创新教育市场;布局3D打印智能制造研究院,力争每年开设2个分中心,与高校及企业横向合作。力争实现企业服务收入500万元;加大产品及材料的市场推广力度,实现产品收入800万元;通过布局教育行业,教育市场实现收入1000万元。

3.建设具有集聚效应的3D打印产业园

完成增材制造(3D打印)公共服务平台的搭建,集团化公司注册登记筹建,局部落地3D教育、精准医疗的市场应用、完成人才及科研院所分支机构的组建工作。完成50%以上的招商引智工作,帮扶完成入驻企业的产业孵化;解决500人大学生双创就业、完成8000万以上的应用市值。

4.建设3D打印制造医学研究中心

结合3D打印技术优势与各高校、医院联合开展医学医疗项目合作,并成立3D打印制造医学研究中心。

(二)产能扩张

着眼3D打印全产业链,扩建3D打印设备和原材料产能,提升天津市3D打印产业在国内市场份额。

1.提升大型3D打印设备产能

产能扩建项目提升3D打印设备年产数量,扩大产业化基地面积达到3500平米,并形成SLS/SLM激光选区烧结大型3D打印机装备的研发生产能力。

2.提升3D打印材料产能

分步骤提升3D打印材料产能,完成3D打印金属材料生产厂房建设;进行3D打印金属材料生产设备调试,满足生产条件;开始生产3D打印镍基合金材料;3D打印镍基合金材料及不锈钢材料的最终产能预计达到2.5万吨。

(三)突破关键技术,完善3D打印产业链

重点突破3D打印材料研发、数字化建模、后处理等环节的共性关键技术;研发3D打印工程化和产业化技术,开发激光器、打印设备等关键部件和装备;建立健全3D打印标准、检测体系;加快3D打印产业化发展,鼓励3D打印技术、产品及服务在各个行业的创新应用,形成软件、硬件、材料、行业应用一体化产业链。

1.3D打印关键部件、装备及材料研究

(1)研发工业级SLS/SLM激光选区烧结大型3D打印机

启动SLS/SLM激光选区烧结大型3D打印研发项目,将工作台面提升到850×850mm,重点突破热变形控制,并采用国产光学系统实现高精度激光选区烧结3D打印。烧结材料包括树脂砂和聚苯乙烯类材料,可直接打印大型树脂件和铸造模具。预计项目完成后,每年可生产30台套SLS激光选区烧结大型3D打印机,年产值可达2000万元。同时,具备250mm规格SLM激光选区烧结3D打印机的研发生产能力。

(2)研发电子束金属3D打印关键设备

研发面向航空航天领域的QbeamAero系列电子束金属3D打印机、面向骨科医疗领域的QbeamMed系列电子束金属3D打印机。产品涉及的关键技术研发包括:长寿命、高质量电子束阴极技术;大尺寸、高精度、高效率粉末床电子束金属3D打印技术;多电子束粉末床金属3D打印技术;医用电子束金属3D打印材料与工艺;航空航天难加工难熔覆材料的电子束金属3D打印工艺;粉末床金属3D打印的在线检测与缺陷诊断;激光-电子束复合3D打印装备与工艺。

(3)研发3D打印用大功率光纤激光器

逐步推进研制工业级单模2kW大功率光纤激光器;工业级多模4kW、6kW、8kW、10kW等大功率光纤激光器。

(4)研发3D打印SLA成型设备及405nm光固化材料

完成光固化材料的开发材料配方研发,其中包括材料配方研发;制备高固化速度和低收缩特性的光固化快速成形树脂,提升树脂使用稳定性。完成405nm光固化材料小型SLA桌面设备研制。完成405nm光固化树脂的小批量试制,并结合光固化设备进行工艺实验,课题结项。进行3D打印405nm材料及设备的产业化活动。

(5)研发LED工业级3D打印机

完成高流明405nm波长,2k级分辨率DLP投射控制系统研发;LED光源,匀光,光路,镜头的设计;光路及DLP控制系统的组装及测试。完成标定系统;打印控制软件;匀光及热膨胀补偿系统研发;软硬件系统整体测试及包装并市场化。

2.3D打印数字化建模、后处理技术研究

(1)研发手持结构光三维扫描仪

实现和完善软件防抖算法;研发光编码发生器;测试并完善光编码发生器。研发高速工业相机,测试高速工业相机,软硬件系统整体测试及包装并市场化。

(2)研发机器人与三维扫描仪结合自动扫描检测系统

完成研发机器人与三维扫描仪手眼标定系统;机器人与三维扫描系统通讯模块;机器人结合三维扫描仪全自动扫描测试与精度验证。完成整体误差纠正模块研发;检测算法的开发实现;人机交互界面开发;软硬件系统整体测试及包装并市场化。

3.3D打印技术、产品及服务在相关行业的应用研发

(1)研发医疗配套设备

完成正畸牙套研发,使用LCD三维打印设备与医疗专用三维打印设计软件,用于手术前规划诊断模型与正畸隐形牙套的研发。完成生物3D打印医疗应用,使用高精度SLA三维打印设备,及生物3D打印机,用于制作外科手术导航模板、截骨导板与3D生物打印细胞的研究。于2019年开展金属3D打印医疗应用,采购一台金属3D打印设备,用于制作人体假体以及体内植入物的研发与研究。

(2)研发教育配套设备

完成3D打印中小学、高职高专课件开发,实现课件全方位定制匹配,并完善课件。完成3D巧克力糖果打印机整机研发,实现3D巧克力糖果整机、智能软件、配套图库、耗材全部量产。

4.建立健全3D打印标准、检测体系

强化企业在标准化活动中的主体地位,加大力度开展3D打印标准制订工作,不断提升标准水平,以标准支撑和引领3D打印产业发展。围绕3D打印工艺装备、核心器件、专用材料和产品等,开展技术和产品特性的检测基础理论和方法研究,逐步建立3D打印检测体系。

(四)公共服务平台建设

建设天津市3D打印公共服务平台,旨在普及3D打印教育、推广3D打印技术、扩大3D打印在相关领域的影响,并发展形成3D打印产业联盟,促进3D打印产业链的繁荣发展。

1.建设3D打印技术研究中心

项目计划投资4000万元,形成一个咨询服务平台和技术平台,并重点研究3D打印系统设计、工艺技术及关键零部件开发以及再制造等领域,推动、引领行业发展。

2.建设天津市3D打印技术应用服务平台

建设天津市3D打印技术应用服务平台,打印技术包括熔融沉积(FDM)、光固化(SLA)、砂型无模铸型制造(PCM)、激光选区烧结/熔化(SLS/SLM)、电子束选区熔化(EBSM)等。3D打印材料涵盖塑料、树脂、金属等,应用领域覆盖汽车、航空航天、医疗、教育等。应用服务平台运行模式可以采用政府提供场地、硬件、资金支持,相关企业提供运行、维护支持,积极对接天津市内的潜在3D打印技术应用企业,助推3D打印行业快速发展;同时作为3D打印行业人才培养平台,与天津市的院校对接,培养3D打印行业专门人才。

3.建设3D打印技术在高职教育与中小学教育中的应用服务平台

第一步完成3D打印技术在高职教育与中小学教育中的应用解决方案设计与编制;联系试点单位,打造示范工程;初步选择3-4家高职院校进行方案推广;落实方案,完成这些客户的方案软硬件的建设。

第二步完成方案的修订与推广,根据试点及客户反馈,进一步完善教学方案,全年再实现10家左右高职院校3D打印实训中心及10家中小学3D打印创新实验室的建设,完成销售收入500万。

4.建设天津市3D打印产学研联盟

天津市3D打印产学研联盟项目将联合天津市高校、职业院校及相关企业科研院所等单位,整合3D打印产业资源,拓展3D打印服务方向,激励大学生开展创新创业,搭建产业间横向联系的桥梁。

五、 保障措施

(一)加强组织领导

将行动方案作为《中国制造2025》和《天津市十三五规划纲要》的重要抓手,统筹推进落实行动方案中各项重点工作,加强政府部门的组织引导作用,营造良好的产业发展环境。建立3D打印制造专家咨询委员会,对产业发展的重大问题和政策措施开展调查研究,进行论证评估,提出咨询建议。组建政产学研用共同参与的行业组织,跟踪国内外产业发展情况及趋势,及时发布天津市3D打印制造年度报告,制定年度研发及推广应用目录,加快科研成果产业化。

(二)加大扶持力度

落实好3D打印相关设备材料及工艺控制软件的税收支持政策。对3D打印领域国家支持发展的装备适时纳入到重大技术装备进口税收政策支持范围。对符合条件的3D打印制造装备纳入重大技术装备首台套保险政策范围,支持应用推广。充分利用海河基金等已有资金专项对3D打印产业相关项目予以重点扶持。鼓励战略性新兴产业创投等基金加大对天津市3D打印产业的支持力度。采取政策引导和市场化运作相结合的方式,吸引企业、金融机构以及社会资金投向3D打印产业。2018-2020年期间,预计推进企业项目19个,总投资额约15亿元,带动销售收入近50亿元。

(三)开展示范应用

建立3D打印制造相关的应用示范与服务中心,支持购买和自主研发3D打印制造和扫描设备,加快科技成果转移转化,促进产业化项目落地。以高校、科研机构为依托建立综合服务型人才团队,推动3D打印制造与当地传统优势产业的补充、升级和替换。支持符合条件的应用示范项目申报国家级应用示范工程。

(四)鼓励技术创新

加大核心技术孵化,大力推进创新创业、技术成果转化,鼓励技术创新。以材料和装备开发为重点,支持高校、科研院所开展3D打印制造专用材料与装备的研发。以科研立项为导向研制推广使用一批具有自主知识产权的3D打印装备和3D打印专用材料。

(五)深化国际交流与合作

坚持引进来和走出去并重,充分利用政府、行业组织、企业、研究院所、高校等渠道,多层次地开展技术、标准、知识产权、检测认证等方面的国际交流与合作,不断拓展合作领域。支持国内企业积极开展并购、股权投资、创业投资及建立海外研发中心,鼓励国外企业在津投资建厂、设立研发基地,共同推进提升3D打印产业的整体水平。

(六)加快人才培养和产业引进

将3D打印融入现有教育体系。依托已有的3D打印优势,高校和科研机构建立健全3D打印制造人才培养体系,积极开展高校教师的3D打印知识培训,支持在有条件的高校设立3D打印制造课程、学科或专业,鼓励院校与企业联合办学或建立3D打印人才培训基地、文化创业产业基地、工艺美术人才培养基地等。

加大人才引进力度。利用国家千人计划,从海外引进一批3D打印高端领军人才和专业团队。建立和完善人才激励机制,落实科研人员科研成果转化的股权、期权激励和奖励等收益分配政策。

引进成熟企业入驻园区。以京津冀一体化为重要契机,积极承接北京地区3D打印产业转移,发挥京津冀地区人力资源优势,实现天津市3D打印产业的可持续发展。


下一条:简讯:工程中心代表我校评审行业标准团标

关闭