提升3D打印良品率，百亿级产业集群加速跑

本文转自：南京日报

南京市增材制造质量与可靠性工程研究中心挂牌

提升3D打印良品率，百亿级产业集群加速跑

□ 南京日报/紫金山新闻记者 王怀艳

通讯员 韩旭

记者从金陵科技学院获悉，由市发改委授牌、国内首家专题研究高可靠增材制造的“南京市增材制造质量与可靠性工程研究中心”在该校正式挂牌。

增材制造就是大家俗知的3D打印，是指利用三维设计模型，通过软件分层离散、激光束等方式将金属粉末、聚合物等材料逐层堆积，制造出实体产品的技术。目前广泛应用于航空航天、新能源、医疗仪器等领域，对我国从“制造大国”迈向“制造强国”有着举足轻重的作用。

国内首个研究3D打印技术稳定性创新平台建立

1月5日，在金科院机电工程学院实验室，一台一人高左右的3D打印机正在运作，其激光束快速掠过并熔融铺设在直径15厘米金属基板上的钴铬合金粉，慢慢地，形状各异的50多颗义齿便被“打印”出来。“这是我中心和国家级高新技术企业南京铖联激光科技有限公司联合开发的一站式齿科3D打印数字化解决方案，致力于不断缩短3D打印和后处理的时间，解决变形、层纹、气孔等诸多质量可靠性难题，显著提升产品良品率。”南京市增材制造质量与可靠性工程研究中心主任、金陵科技学院机电工程学院院长周金宇说。

南京市增材制造质量与可靠性工程研究中心是市发改委最新批准建设，依托金陵科技学院建立的，以提高自主创新能力、增强区域产业核心竞争力、服务国家和省市重大战略任务及重点工程实施为目标的市级创新平台。

挂牌后，中心将从增材制造数字孪生与质量可靠性调控技术等方面发力，突破共性关键技术，探索制定3D打印产品质量更优、性能更稳的规范标准，增强增材制造过程质量控制能力。“目前，国内致力于这一研究方向的创新平台还没有，我们是首个，也是唯一一个。”周金宇说。

126件知识产权、多个科技奖夯实科研根基

最新公布的全球领先科研城市及都市圈名单中，南京凭50余所高等院校、120多个国家级研发平台的“硬实力”排名第六。高手如云之下，金科院为何能获批建设该中心？

2日，新年第一个工作日，常州市武进博物馆给中心打来电话，感谢其运用3D打印技术为博物馆珍贵文物独木舟成功提供了最优防护与展示支架，并在元旦期间顺利展出，提升了博物馆的知名度和影响力。该独木舟出土自距今2700多年的春秋晚期常州淹城遗址，长7.45米，船身腐蚀较为严重。去年，博物馆找到金科院，咨询解决方案。中心随即安排人员奔赴武进，为独木舟做全方位扫描，随后制成金属打印支架。与原独木舟紧密相依的金属打印支架，既不破坏文物原有风貌，又为其承担了船体内部来自各个方向的力，防止独木舟因腐蚀而加速坍塌。

不仅如此，中心研制的新能源汽车纤维增强复合材料（FRP）轻量化结构件可靠性设计技术，如今已在奇瑞新能源汽车上得到初步应用，近两年为企业新增销售额3.5亿元。中国机械工业联合会鉴定委员会相关负责人表示：“金科院参与创新研发的8种FRP构件的数字化设计与增材制造，技术水平处于国际先进地位。”

截至目前，中心在双光束铺粉打印装备、制造系统高精度检测与可靠性运维技术等方面均取得重要突破，拥有相关知识产权126件，先后获省部级科技成果奖一等奖2项、二等奖1项、三等奖2项。

良品率翻番带动百亿级产业集群加速形成

3D打印技术涉足的领域众多，其细分研究方向更是数不胜数，中心为何选择质量与可靠性方向作为发力点？

7日，在中国增材制造产业联盟副理事长单位南京中科煜宸激光技术有限公司生产车间，工人们正加班加点赶制新一批设备。这种3D打印设备可直接沉积成形、梯度材料复合制造等，适用于航空航天等核心零部件的制造。“生产的稳定性与可靠性决定着产品的良品率，这是企业发展的核心诉求。”中科煜宸相关负责人介绍，但目前业内良品率一般只有40%—50%，远远达不到传统减材制造近乎100%的良品率。若能有一套规范操作标准，将良品率提升到80%以上，企业则有望将产值翻一番，达6亿元。因此，中科煜宸作为企业代表，率先响应中心建设，成为首个共建单位。

学界也把增材制造质量与可靠性研究作为重中之重。去年6月，在中科院举办的第五届雁栖湖会议上，中外学者向全球发布“2023高端制造前沿十大科学问题”，与增材制造密切相关话题占了3个，其中包括“高能束增材制造如何实现精准控形控性”等。

面对行业急需，中心计划年投入1000万元左右，从科研基地、基础实验室、到人才引进全部予以升级迭代，到2026年，目标突破关键技术6项，申请或授权发明专利50件以上，参与制定规范标准3项以上，相关成果转化10项以上。

记者了解到，目前我市增材制造相关主营企业共有20多家，总产值约30亿元。同时，南京市重点培育的“2+6+6”创新型产业集群，每个均与3D打印技术有紧密联系，如新能源汽车极限轻量化、生物医学康复器具制造等。“可以说，3D打印技术是南京未来产业大厦的基石。”金科院相关负责人介绍，若中心能按时序进度推进研发，他们有信心助力上述20多家增材制造企业迅猛发展，直接、间接带动相关产业集群总产值突破百亿元。