中国3D打印材料及应用发展战略研究咨询报告
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1.4.3 对策建议

项目组经过反复酝酿讨论,提出如下对策建议:

(1)统筹现有专项政策,重点支持3D打印材料、制造装备、关键元器件的国产化

统筹新材料重大专项、科技部重点研发计划、国家自然科学基金等国家科技计划项目,对3D打印材料基础研究和关键技术进行支持,从国家层面推动3D打印材料技术的健康发展。由于3D打印技术是一项复杂的工程技术,涉及机械、材料、控制、软件等众多学科,要特别重视3D打印新技术集成,强化多学科的协同作用。建立装备-材料-工艺协同发展机制,重点支持3D打印材料及装备新型研发、生产机构的原始创新,加大对国产3D打印装备制造和材料制备骨干企业的帮扶补贴力度,重点攻克高品质细粒径球形金属粉末低成本规模化制备技术,引导3D打印材料、制造装备、关键元器件国产化,开发具有自主知识产权的成形工艺包和数据库,实现我国3D打印关键材料及技术在世界的话语权。

(2)重点支持引导3D打印新材料及技术研究应用

发挥材料的基础和决定作用,特别应将对医疗和重大工程应用有重大影响和应用前景的前瞻性材料技术,作为3D打印材料技术发展的重点。重视先进高性能钛合金粉末、高温合金粉末、先进聚合物材料、复合材料、智能材料、细胞组织材料、多材料复合打印技术的研发和基础研究工作。加强3D打印新材料和创新构型结构功能一体化材料的研究,开发颠覆性的新材料和新结构,通过多学科交叉,创新发展3D打印过程监控、反馈技术以及最终打印制品的无损检测方法,推动3D打印技术的规模化应用。激励3D打印材料探索性创新研究,加强知识产权保护,注重关键核心专利的申请。支持引导国内大型应用制造企业成为拉动3D打印材料及技术发展的主体。

(3)建立国家级3D打印材料应用技术服务推广中心,筹建中国3D打印材料产学研联盟

设立国家级3D打印材料应用技术服务推广中心,加大3D打印在航空、航天、海洋、核电、兵器、医疗、交通、建筑等领域的技术推广力度,引导3D打印行业加快整合。组建中国3D打印材料产学研联盟,整合行业资源,搭建不同领域的技术、产业、应用和产业链上下游的对接通道,推动技术合作,加强材料生产企业和上下游需求对接,加快新技术推广应用。引导社会力量及地方政府适度投入,共同推进3D打印材料与技术的深度应用,促进3D打印产业持续快速健康发展。

(4)组建省级生物医疗3D打印应用中心

目前相关3D打印医疗基础应用在国内医疗单位推广普及度低且存在着地区间发展严重不平衡现象,3D打印主要医疗应用是假肢、鞋垫等康复类器件以及牙齿、髋关节、膝关节等植入物和手术固定、支撑物、手术模型导板,代表未来发展方向的细胞和组织打印开展很少。建议国家有关部门出台支持政策,加大投入,创造有利条件。整合区域内的医疗资源,建设3D打印医疗省级或区域示范中心,促进地方医疗机构和3D打印研究生产单位联合。实现3D打印个性化医疗应用,提升人民整体健康水平。同时发挥好中心引领、辐射、评价作用,通过中心的建设,打通医院诊疗、模型设计、材料评价、部件制造、患者使用等多个环节,同时要着力未来应用的发展方向,发展先进的细胞打印、人体器官组织打印应用研究。

(5)制定“国家3D打印国防战略计划”

目前,国防装备对轻量化、长寿命、高可靠性、一体化的要求越来越高,而3D打印技术是能摆脱原有局限,满足设计制造要求的新型制造工艺,可以使得国防武器装备复杂制造能力大幅提高,减少零部件数量,通过结构拓扑优化,减重减材,实现轻量化、高性能和快速制造的结合。美国国防部、陆军、海军、空军等都先后发布计划,支持3D打印研究和应用,以确保其在未来作战中取得战略优势。在当前严峻的世界形势下,为了应对未来战争的需求,建议我国抓紧制定3D打印国防战略计划,通过重大工程牵引中国3D打印发展。主要是制定3D打印设计、材料、设备和价值链等方向的发展目标和技术发展要素;加强军民融合,协调各种3D打印的开发投资,避免基础研究和基础建设的重复投资;利用3D打印技术手段,制定战略计划,帮助装备科研执行人员避免冗余和重复性工作从而加快项目进程,提高我军后勤保障及装备能力,大幅改进与创新装备,提升其成熟度;加快整个3D打印行业技术应用速度。

(6)构建具有中国特色的3D打印材料先进标准体系

目前,全世界3D打印材料的创新研制仍处在起步及初步应用阶段,开展3D打印材料研发应注重提高材料品质,加强材料与我国3D打印装备和应用领域的适配性,注重开展一材多用和一用多选的研究。针对3D打印构件缺陷种类,系统建立评价准则;针对拓扑优化结构、点阵结构等新型结构形式,建立面向新型结构的试验件评价标准和方法。注重跟踪、调研国内外3D打印材料有关标准化组织(技术协会)的发展及标准制定状况,结合我国3D打印标准化的顶层指导框架,分析和梳理可用的3D打印材料技术标准,研究和形成3D打印材料先进标准体系架构建设。以期促进我国3D打印材料技术及其产品技术的进步,提升高端装备制造业的核心竞争能力。

(7)注重3D打印材料人才队伍建设,培养有国际影响的领军人才

经济和科技的竞争,归根到底是人才的竞争。科技人力资源是最重要的战略资源。凝聚国内从事这一领域的主要优势力量,培养形成一支以国际著名专家为学术带头人,中青年为骨干的、多学科交叉的与国家科技发展相适应的、高素质的科技创新团队,成为我国3D打印领域重要人力资源。加快引进3D打印产业的高层次人才,进一步建立有利于创新人才涌现的机制,营造有利于创新人才成长的良好氛围和环境,吸引更多、更优秀的创新人才。在大专院校中设立3D打印课程或专业,培养各类创新型3D打印人才;有针对性地开展3D打印产业各类应用型人才的培训工作,为推动我国3D打印的快速发展提供人才保证和智力支持。