搭上萬噸遠洋巨輪 瀝商進軍金屬3D列印市場

波濤洶湧的大海上，一艘萬噸遠洋巨輪正踏浪前行。忽然，艙室里一個關鍵零件發生故障需儘快更換，怎麼辦？未來，「隨行」的金屬3D印表機將直接發揮效用，只需調取零件的相關建模數據，便可快速把新零件製造出來，零件更換再無需回到陸地進行。

「這並非天方夜譚，很快就要變成現實。」南海中南機械有限公司（以下簡稱「中南機械」）副總經理毛衛東說。

這家位於佛山南海大瀝的企業正與中國船舶重工集團有限公司開展合作，共同完成《船用柴油機關重件綠色研發平台建設及示範項目》課題。作為設備的唯一提供方，中南機械提供了自主研發的金屬3D印表機，並與之共同開展3D印表機製造船用關重件的材料及控制系統研究。

支撐這項艱巨任務的，是其背靠的中峪智能機械智能裝備孵化中心。去年6月22日，作為廣東首家企業平台型智能裝備孵化器，中峪智能啟動。同日，廣東南海增材製造加速器、廣東省3D列印（佛山）產業技術創新聯盟揭牌宣布成立，它們代表了中南機械發展的新方向——3D列印產業新市場。

「我們在這裡打造全省最大3D列印產業基地。」中南機械董事長許冠說。一年後的今天，首批創新成果正不斷湧現。

何帆燕 華聲宇 龔晶 關艷娟

造平台  抓住「設備」「材料」兩個牛鼻子

孵化中心的產品展櫃里，5個玻璃容器一字排開，其中顏色各異的彩色粉末是各式各樣的合金。「它們是3D列印材料，是肖志瑜教授團隊的研發成果。」毛衛東說。

肖志瑜是華南理工大學機械與汽車工程學院教授，其團隊多年來專註於高性能粉末冶金材料製備及其成形新技術研究。去年7月，該團隊落戶中峪智能，在大瀝註冊成立了佛山市歲之博新材料科技有限公司，專攻高性能3D列印金屬粉末製備關鍵技術研發。

肖志瑜團隊並非個例。作為省內首家企業平台型智能裝備孵化器，中峪智能首期已引入智能裝備領域的研發創新創業團隊20個，博導、教授等專家10多人及博士、博士後科研人員50多人。

如果說，肖志瑜團隊專註的是金屬3D列印材料的研發，那麼同樣落戶於此的「千人計劃」激光器專家王穎帶領的團隊，從事的則是金屬3D列印設備的相關研究。

帶著半導體激光切割機項目，王穎團隊在中峪智能啟動當日與之簽署了一項戰略合作。在這項合作中，該團隊與中國國際海運集裝箱（集團）股份有限公司、中峪智能聯合開發用於薄板的半導體激光切割機。

中南機械是佛山製造矩陣中低調的企業之一，曾造出「雪龍號」科考船以及國產大飛機等「大國重器」零部件的中南機械廠，也是船用柴油機電噴系統領域的「隱形冠軍」。

「中峪智能由中南機械改造舊工業廠房而來。它以3D列印、機器人、自動化工廠、智能醫療裝備、新材料為發展方向，兼具孵化和加速功能。」許冠說，依託自身在精密機械加工、數控裝備整機製造及供應鏈服務方面的優勢，孵化中心快速將大學及科研院所的科技成果轉化為商品化產品。

「我們正在研究如何進一步優化這項技術成果，降低製造成本，使之更好地應用到金屬3D印表機中，進一步降低設備成本，讓工業應用型的金屬3D印表機得到更快更好的普及。」毛衛東說，抓住「設備」和「材料」這兩個牛鼻子，中峪智能正持續發力3D列印核心領域。

搞研發  推動傳統增材製造「＋新興增材製造」

在曾孕育了「雪龍號」科考船以及國產大飛機等「大國重器」零部件的製備車間里，技術骨幹易建豪正在圍著一台「奇怪」的機器踱步。

「我們正在研究傳統增材製造如何『＋新興增材製造』，它正是我們試製的樣機，簡單來說，我們的目標是要造一台設備，讓數控機床＋3D列印在其中同時進行。」易建豪說。

從中南機械近年來在3D列印產業上的布局舉動看，有此嘗試並不奇怪。在正式籌建中峪智能4年前的2013年，它便啟動了金屬3D列印設備研發，並成立了廣東信達雅三維科技有限公司。

顯然，在打造中峪智能、積極藉助科研團隊力量搶佔3D列印市場的同時，中南機械正思考如何進一步挖掘自身在精密製造領域上的優勢，向金屬3D列印設備研發中的「無人區」挺進。

模具生產是中南機械的老本行之一，但這位「高手」的功夫再高，也有遇到瓶頸的時候。

「以注塑機上的噴嘴為例，因為內部有很多隨形水路（即異形水路），常常出現客戶給了設計圖，卻沒法製造出來的困窘，這在傳統減材製造行業中非常常見，而應用3D列印技術則可以輕而易舉地解決。」易建豪說。

但目前的金屬3D列印技術並不完美。單是在成型方面便存在精度、表面光潔度不足等普遍缺陷。「應對這種缺陷，傳統增材製造正是極好的破解之法，這正是我們研究傳統增材製造如何『＋新興增材製造』的出發點。」易建豪說。

隨著樣機的成功試製，這項研究有了階段性成果。而隨著全球領先的3D列印軟體商Materialise、3D systems相繼向中南機械拋出繡球，易建豪對這項研究更有信心了。

設備、材料、軟體，均屬於3D列印技術的核心領域。Materialise總部位於比利時，是全球3D列印軟體巨頭之一，世界500強企業西門子目前所應用的3D列印軟體由其提供。同為全球巨頭的3D systems則是美國政府部門最主要的供應商，中南機械在去年被它選定為華南地區總代理。

這兩家公司的高層在過去一年多次到訪中南機械，為中南機械在金屬3D列印設備上大膽嘗試搭建「大腦中樞神經」，開展控制系統的應用研究。

推應用  引入職業經理人及風投到醫用市場

「什麼樣的力量可以幫助製造業轉型？3D列印技術就是一項非常重要的、極為重磅的力量。」世界3D列印技術產業聯盟主席格瑞漢姆·卓曼在日前舉辦的第五屆世界3D列印技術產業大會上說的話，恰恰給中峪智能以及中南機械的創新探索提供了生動的註腳。

上述大會期間，包括格瑞漢姆·卓曼在內的全球800多名3D列印產業的學者專家雲集大瀝鎮，共論3D列印如何重新定義製造業。無論是在孵化中心，還是從中南機械自身挖潛，從一項接一項的研究成果中，讓人們驚喜地發展，3D列印產業在這個廣佛小鎮有著可期的發展前景。

大瀝鎮政府在這項新產業上的持續培育姿態由此顯露無遺。在大力支持上述大會的舉辦之外，該鎮選址中峪智能，打造了總投資達5000萬元南海增材製造加速器，其中3000萬元由政府投資。

「未來從中峪智能孵化出來的3D列印項目可以落戶到這裡，為廣佛產業服務。而在產業園建設上，大瀝鎮有大量的村級工業園，總面積預計達到2萬畝，可改造成為新產業載體，可接棒包括中峪智能孵化項目在內的產業化。」大瀝鎮鎮長黃偉明說。

在許冠的角度，幾年的探索讓他對3D列印產業有了更為深入的思考。「第一次接觸3D列印，覺得是難題在設備、材料研發，但4年過去，我們發現難題並不在此，難在如何尋找應用點。」

得應用者得天下。搭建中峪智能平台的同時，這家企業正積極在商業模式創新上下功夫，計劃引入職業經理人、風投機構，幫助自身及進駐團隊搶佔應用市場。

如今，醫用市場成為了它的首個目標領域。

「你看，這是腰椎矯正板、足部矯正板，是我們和佛山中醫院合作開發的醫療服務產品；這是樓盤銷售中心用的沙盤，我們正朝著這個方向開發應用市場。」易建豪說。

「我們正與南海牙科協會接觸，希望推出3D列印一站式服務，在設備、材料、工藝等方面展開全面合作。」許冠透露。

毛衛東則在手機里保存了一個視頻：桌面上一個小巧的黑色盒子，不過半個手掌大小，裝載著一個迷你屏幕。很難想像，就在這個小盒子里，一顆牙齒正在慢慢「生長」。這是中南機械最小尺寸的金屬印表機，因體積小巧也被稱為「桌面機」，可以「列印」牙齒、珠寶，因為受到土耳其當地最大牙科企業的青睞，它成為首台出口土耳其的金屬列印設備。

在中峪智能的展廳里，除了科研團隊的新材料研發成果，更多的民用產品被列印出來，逐一展示。

「現在金屬3D列印主要的應用領域還停留在軍工上，如何推動它走入市民生活是我們努力的方向，而這需要我們進一步把設備的成本降下來、重量降下來。」易建豪說，開拓應用市場需要有想像力，而憑著自身在精密製造上的數十年沉澱，中南機械最大的優勢則在於其變現能力，「我們善於把概念變成現實。」

對話

世界3D列印技術產業聯盟主席格瑞漢姆·卓曼：

布局3D列印產業 佛山企業要「看菜吃飯」

「佛山應該好好探索一下哪些行業適合使用3D列印，新技術並非適合所有企業。」6月17日，第五屆世界3D列印技術產業大會在南海大瀝開幕。會後，世界3D列印技術產業聯盟主席格瑞漢姆·卓曼表示。

就3D列印技術的全球發展進程以及佛山建議，筆者與其進行了深入對話。格瑞漢姆·卓曼說，短短3日的會期讓他認識了佛山，佛山給了他很多驚喜，他認可佛山的製造業基礎，並認為佛山正處於傳統產業轉型升級的關鍵時期，佛山企業在對待新技術時不要盲目引進，要學會「看菜吃飯」，從本地產業實際及企業需求出發。

3D列印正從幕後研發走向產業的前沿陣地

問：3D列印技術發展至今已經有30餘年的歷程，在你看來，目前這項技術處於怎樣的發展階段？

格瑞漢姆·卓曼：你看像寶馬、波音，很多家行業龍頭都在積極使用3D列印技術列印相關裝備，過去30年的發展已使得這個技術從起步、發展，並逐步從幕後研發走向產業的前沿陣地，並由傳統研發展進入新型階段。

在機器硬體上，行業內推出更高端的工具、模具，2017年前後又誕生了金屬粉末技術。2017年，有1200多家企業推出了金屬粉末，這些企業發展增速達到90%以上，可以說是雙倍的發展。現在，包括行業大咖、後起之秀都非常重視新材料開發，43%以上企業於2017年前後推出了新材料。

寶馬就是一例。這家公司近期與麻省理工自我裝配實驗室合作，開發出了一種可充氣的3D列印材料，能夠被運動到高度可定製和多功能汽車內飾中。這種做法，在歐洲來說是一個非常重要的舉措。寶馬i8系列將會更廣泛使用3D列印技術，列印鋁合金部件，波音717流線型的外殼也會用到3D列印，當然用到的是鈦合金金屬粉末。

問：你如何看待3D列印技術發展前景？

格瑞漢姆·卓曼：3D列印目前對製造業產生重大影響，在未來它的發展會比製造業本身更高。5年前我不會這樣講，但是現在我們看到3D列印的發展前景比製造業更光明。

目前，我們在做的都是一些小批量的製造列印，主要是做產品原型製造階段，但是以後我們就向量產發展了。很多公司正在擴展3D列印設備，他們會購買多台印表機器，在技術方面的投資也在增長，還有創新材料的需求很大，因此在這個產業裡面我們會繼續前進，這個就是我們要做的事情，通過3D列印來改進我們的製造業前景。我們需要建立這樣的流程，實現我們的進步。

佛山製造「＋3D列印」前需做企業需求摸底

問：你怎麼看待3D列印技術應用對製造業帶來的影響？

格瑞漢姆·卓曼：我認為影響至少包括4個方面，涉及設計、研發、生產、投資領域。第一是在設計方面更加靈活性。如果在設計方面你卡殼了，就沒有辦法進行後面的工序，讓設計師的思想「放飛」，就成功了第一步。

其次，由於生產素材獲取更加便利，企業可以節約原本消耗在樣板測試上的時間，生產的靈活性就更大了。它們從試製到量產的產品生產效率大大提升，產品改進也更具彈性。不僅如此，新型技術能夠更加快速應用，使得「產學研」結合更為緊密，自然就吸引來大批投資者。

除此以外，3D列印還讓製造業更加環保。對環保來說，製造業很多時候並不是特別友好，而今天人們需要有更清潔的空氣、水源、能源，需要有更健康的生活，3D列印能夠幫我們達成這些目標。為什麼？因為3D列印基本上沒有污染，這項技術使生產原料由原來的碳材料，到現在的合金金屬粉末、創新增材等。

問：佛山製造業基礎雄厚，2017年工業總產值達到5300億元。你認為在推廣3D列印產業技術發展上，佛山的政府、企業應該從哪些角度發力？

格瑞漢姆·卓曼：通過實地調研，我們在佛山不同地方看了很多展覽，給我很深印象，令我感到驚喜。

此次為期兩日的大會是一個大的推廣項目，但是我們還是要提醒地方政府和企業，面對一項新技術，我們不應該盲目推廣。我覺得應該好好探索一下哪些行業適合使用3D列印，目前的技術不是適合每個行業的。我們需要有個調研摸底行動，了解每個企業是否真的需要這種技術，不能變成企業買了設備回去後才發現用不上。

在具體推廣上，政府可以多在普及教育方面下功夫。我之前被邀請到世界各地高校，也支持學生學習使用3D列印技術。現在的3D列印設備確實非常昂貴，更重要的是3D列印有很多細分技術，不是一個設備能覆蓋所有行業，我們也很難掌握全部技術，所以應該讓學生們了解各種技術的特點，術業有專攻，這個相對容易，也不用花太多錢。

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