中国战略性新兴产业研究与发展·增材制造

　　本书从产业研究角度，对增材制造的原理、概念、特点、意义、工艺及装备进行了详实阐述，对国内外增材制造产业发展概况、发展战略、典型应用进行了比较分析，并对增材制造标准发展、人才报告及行业发展趋势及展望进行了研究探讨，从战略高度为我国增材制造产业未来发展提供了现实性和可操作性的指导建议。
　　本书将普及性、科学性有机地统一起来，既具有一定的理论深度，又具有浅显易懂、实用的特点，既适合各级政府和行业决策机构在制定政策法规及进行学术研究、规划研究时参考，也适合企业决策者、技术人员、管理人员和市场人员，以及投资、证券行业和咨询机构的人员在规划、投资、研究、项目实施中使用。

左世全

　　工业和信息化部装备工业发展中心政策规划处处长，兼任北京艾迪智联科技有限公司执行董事、总经理，中国增材制造产业联盟副秘书长。

　　长期从事装备制造业、智能制造和先进制造业等产业战略、规划和政策研究，负责或参与研究并起草《增材制造产业发展行动计划(2017—2020年)》《智能制造发展规划(2016—2020年)》《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》《“十四五”重大技术装备高质量发展规划》《制造强国战略研究》《“十四五”智能制造发展规划》等20余项。在《学术前沿》《经济纵横》《科学管理研究》等期刊发表学术文章40余篇。参编和翻译出版《中国装备工业蓝皮书》《新工业革命》《3D打印》等图书。

目录 CONTENTS
序言前言编写说明
第 1章增材制造概述…………………………….. 1

1.1原理及概念…………………………………….. 2

1.1.1基本原理 ………………………………….. 2

1.1.2主要概念 ………………………………….. 3

1.1.3发展历程 ………………………………….. 4

1.2特点及意义……………………………………. 15

1.2.1关键技术 …………………………………. 15

1.2.2成形特点 …………………………………. 15

1.2.3重要意义 …………………………………. 16

第 2章增材制造工艺及装备………………………. 17

2.1典型工艺……………………………………… 18

2.1.1黏结剂喷射工艺 ……………………………. 19

2.1.2定向能量沉积工艺 ………………………….. 20

2.1.3材料挤出工艺 ……………………………… 21

2.1.4材料喷射工艺 ……………………………… 22

2.1.5粉末床熔融工艺 ……………………………. 23

XIV

2.1.6薄材叠层工艺 ……………………………… 26

2.1.7立体光固化工艺 ……………………………. 27

2.2代表性装备……………………………………. 29

2.2.1黏结剂喷射装备 ……………………………. 29

2.2.2定向能量沉积装备 ………………………….. 29

2.2.3材料挤出装备 ……………………………… 30

2.2.4材料喷射装备 ……………………………… 31

2.2.5粉末床熔融装备 ……………………………. 31

2.2.6薄材叠层装备 ……………………………… 32

2.2.7立体光固化装备 ……………………………. 32

2.3进展……………………………………… 33

2.3.1新工艺技术进展 ……………………………. 33

2.3.2新装备进展 ……………………………….. 39

第 3章增材制造产业发展概况…………………….. 45

3.1全球增材制造产业发展状况……………………….. 46

3.1.1产业篇 …………………………………… 46

3.1.2区域篇 …………………………………… 54

3.1.3企业篇 …………………………………… 58

3.2我国增材制造产业发展状况……………………….. 63

3.2.1产业篇 …………………………………… 63

3.2.2区域篇 …………………………………… 66

3.2.3企业篇 …………………………………… 70

第 4章增材制造产业发展战略……………………. 109

4.1主要国家和地区的政策及战略…………………….. 110

4.1.1美国 ……………………………………. 110

4.1.2德国 ……………………………………. 113

4.1.3日本 ……………………………………. 114

4.1.4欧盟 ……………………………………. 115

4.1.5其他 ……………………………………. 116

4.2我国的主要政策及解读………………………….. 118

4.2.1政策体系概况 …………………………….. 118

4.2.2国家重点政策摘要 …………………………. 120

4.2.3地方政策摘要 …………………………….. 131

第 5章增材制造典型应用……………………….. 139

5.1国外增材制造典型应用………………………….. 140

5.1.1美国 ……………………………………. 140

5.1.2德国 ……………………………………. 147

5.1.3日本 ……………………………………. 150

5.1.4其他国家和地区 …………………………… 153

5.2我国增材制造典型应用………………………….. 155

5.2.1重点制造业领域 …………………………… 155

5.2.2生物医疗领域 …………………………….. 164

5.2.3文化创意领域 …………………………….. 170

5.2.4创新教育领域 …………………………….. 172

第 6章增材制造标准发展……………………….. 173

6.1国内外增材制造标准化现状………………………. 174

6.1.1增材制造国际标准化现状 ……………………. 174

6.1.2增材制造国内标准化现状 ……………………. 181

6.2我国增材制造标准现状………………………….. 183

6.2.1标准体系不断完善 …………………………. 183

6.2.2增材制造标准化工作不断优化 ………………… 184

6.3增材制造标准化发展面临的瓶颈…………………… 185

6.3.1标准缺失较为严重 …………………………. 185

6.3.2国际标准跟踪转化滞后 ……………………… 185

第 7章增材制造人才报告……………………….. 187

7.1增材制造从业人员供需分析………………………. 188

7.1.1从业人员分类 …………………………….. 188

7.1.2供给能力分析 …………………………….. 190

7.1.3培养模式分析 …………………………….. 197

7.1.4行业需求分析 …………………………….. 201

7.1.5薪酬情况分析 …………………………….. 210

7.2我国增材制造产业人才政策概况…………………… 212

7.2.1国家政策 ………………………………… 212

7.2.2地方政策 ………………………………… 213

7.3我国增材制造人才短板分析………………………. 215

7.4国外增材制造人才发展经验………………………. 216

7.4.1美国 ……………………………………. 216

7.4.2德国 ……………………………………. 218

7.4.3日本 ……………………………………. 219

7.5我国增材制造人才发展对策建议…………………… 220

第 8章增材制造行业发展趋势及展望………………. 223

8.1发展趋势…………………………………….. 224

8.1.1工艺技术趋势 …………………………….. 224

8.1.2装备发展趋势 …………………………….. 225

8.1.3行业应用趋势 …………………………….. 225

8.2发展展望…………………………………….. 226

8.2.1产业规模 ………………………………… 226

8.2.2产业结构 ………………………………… 226

8.2.3融合发展 ………………………………… 228

参考文献……………………………………… 230

前言

　　增材制造是以数字模型为基础，将材料逐层堆积制造出实体物品的新型制造技术。增材制造技术实现了制造方式从等材、减材到增材的重大转变，改变了传统制造的理念和模式，被认为是制造领域有代表性的颠覆性技术。
　　随着全球范围内新一轮科技变革和产业革命的蓬勃兴起，增材制造技术正与信息网络技术、先进材料技术、数字制造技术深度结合，深刻影响传统制造业的工艺流程、生产线、工厂模式、产业链组合，催生大量新产业、新业态、新模式。在原理上，增材制造可实现从材料微观组织到宏观结构的可控和新产品物理原型快速高效制造，引领制造技术向“设计—材料—制造”一体化方向发展。在技术上，增材制造可实现“自由制造”，解决许多过去难以制造的复杂结构零件的成形问题，并可以有效减少加工工序，缩短加工周期。在趋势上，随着增材制造技术与信息网络技术、先进材料技术、数字制造技术的加速结合，增材制造技术在创新创业以及制造业转型升级和新兴产业培育上意义重大。
　　发展增材制造技术及产业已经成为世界先进国家抢抓新一轮科技革命与产业变革机遇、抢占先进制造业发展制高点的竞争焦点之一。世界主要先进国家较早布局增材制造，并持续将其作为制造业发展的重点领域，加强发展战略谋划。
　　近些年来，全球增材制造产业呈现快速发展的态势，技术研发创新层出不穷，行业应用领域和范围持续得到拓展，企业跨国并购事件不断出现。
　　我国高度重视增材制造产业，将其列为制造强国建设的发展重点。2017年，工业和信息化部等十二部门发布《增材制造产业发展行动计划（2017—2020年）》，吹响了推动增材制造产业发展新号角。在国家系列规划政策的引导和推动下，我国增材制造产业实现健康快速发展，关键技术不断取得突破，装备性能持续提升，应用领域日益拓展，生态体系初步形成，涌现出一批具有一定竞争力的骨干企业，形成了若干产业集聚区。未来，我国增材制造产业将进一步快速发展。
　　本书受机械工业出版社承担的国家出版基金项目的委托，在工业和信息化部装备工业发展中心的大力支持下，根据中国增材制造产业联盟、全国增材制造标准化技术委员会（SAC/TC 562）、国家增材制造产品质量监督检验中心，以及增材制造领域的省级协会、创新中心、重点企业提供的相关资料和本书所附文献目录编写而成。
　　本书共 8章。第 1章着重阐明增材制造的基本原理、主要概念、成形特点及重要意义。第 2章重点从成形工艺及装备角度讲述了增材制造典型工艺及代表性公司的代表性装备，并展示了的工艺和装备进展。第 3章从产业现状、区域分布、重点企业三个维度系统分析了国内外增材制造产业发展。第 4章重点分析了欧美先进国家增材制造产业发展战略，分析了我国增材制造发展的政策体系。第 5章展示了增材制造技术在国内外的典型应用案例。第 6章分析了增材制造标准的国内外进展情况。第 7章着重分析了我国增材制造人才现状及需求。第 8章分析了增材制造的发展趋势及展望。
　　本书历时半年编写完成。增材制造涉及面广，限于编者学识水平，本书难免有疏漏、不当之处，敬请读者谅解。有关引用材料的出处，已列入书后的参考文献，部分非公开发表的报告，未列入参考文献，在此一并向相关作者致以谢意！

2021年 3月