也要注意到,受国际形势、COVID-19疫情、各国政策导向的影响,主要国家之间的高端装备制造业竞争格局正在出现调整;大型装备企业倾向于采用兼并收购、服务增值等方式提升核心竞争力,将促进形成增材制造新产业链格局。跨国企业主导区域内的供应链布局调整,供应链逐渐缩短将成为新趋势;各国应对气候变化、实施碳减排所采取的积极措施,也将推动全球范围内产业链加速重构,呈现产业链趋于完整、供应链多元化、产业分工区域化等趋势。未来15年,制造业各领域原有的供应链体系将被打断并进行重组,考虑到技术成熟带来的单位成本效益、本地打印制造的零件相比全球制造中心提供的零件更具成本效益,增材制造有望改变全球制造产业链的价值结构。因此,未来增材制造产业规模有望进一步扩大。
三、我国增材制造技术开发和产业发展的现状及面临问题
(一)我国增材制造技术进展
我国初步建立了涵盖3D打印材料、工艺、装备技术到重大工程应用的全链条增材制造技术创新体系,相关技术研究涉及从光固化材料的原型制造(产品开发)到大尺寸金属材料的增减材一体化制造(装备应用)的完整环节,包括各类工艺的增材制造装备与增材制造数据处理、各类成形工艺的路径规划软件、模拟增材制造过程物理化学变化的数字仿真软件、数字孪生体建模仿真、空间原位增材制造等。工程应用技术拓展至工业领域的产品装备创新、工业领域高价值部件的再制造修复、重大装备的原位修复与制造等。在医疗领域,生物医疗3D打印成为精准医疗、康复保健研究的前沿技术,相应产品以面向患者的定制化解决方案,增材制造的康复器具、手术导航以及医疗植入物等为代表,极具应用前景。
“十三五”时期以来,完成了10多类关键部件(如超高速激光熔覆头、电子枪、微滴喷射打印头)的技术攻关和自主生产,体现了核心部件的良好研制进展。开发的光内送粉等20余种规格的激光熔覆喷头,适用于1~20 kW激光直接能量沉积,在电机转子、风机转子等动力部件的增材修复中获得应用。激光加热阴极电子枪、大尺寸数字式动态聚焦扫描系统、在线检测系统等打破了国外公司的技术壁垒,国产3 kW六硼化镧单晶阴极电子枪的阴极寿命提升至800 h;相关的电子枪及动态聚焦扫描系统配置于国产大幅面阵列式电子束选区熔化装备。