§建立技術創新體係

3D打印產業的上遊技術和設備方麵包括光機電技術、控製技術、材料技術和軟件技術,中遊支撐是信息技術的數字化平台,下遊應用涉及航空航天、汽車摩配、醫療衛生、國防科工、文化創意等行業,其發展將會深刻影響工業設計業、先進製造業、生產性服務業、文化創意業、製造業信息化工程及電子商務業。基於合理的技術政策,引導3D打印產業積極健康地順利發展,建立3D打印產業的技術創新體係,具有深遠的戰略意義。

加強新材料研究

在技術研發方麵,相比國外先進水平,我國增材製造裝備的部分技術水平不相上下,然而在成形材料、智能化控製、關鍵器件和應用範圍等方麵,我國落後於國外。模型製作是我國增材製造技術主要的應用範圍,對於高性能終端零部件直接製造,我國還有非常大的提升空間。3D打印材料品種有限的現狀,嚴重製約了3D打印技術的普及與推廣應用,這一點在我國表現得尤為明顯。國外適用於3D打印技術研究的原材料,也受到相當程度的控製,像生產3D打印原材料的德國德固賽公司,其80%的原材料僅供給簽署聯合開發協議的合作開發廠商,隻有20%性能較差的材料公開銷售。而在國內,由於研究所需的材料用量很少,研發本身具有不確定性,對於這樣的小眾需求,國內廠家不願試製特殊的材料。因此,中國3D打印研究很難買到新型且上佳的原材料,3D打印的創新應用研究非常困難。

針對打印材料研究滯後的現狀,應可以考慮設立國家級3D打印技術獎勵基金,獎勵成功研究開發新的3D打印材料並實際投入生產使用的企業和個人;也可以考慮對成功研究並實際投入生產使用新的3D打印材料的企業和個人,給予優於高新技術企業稅收政策的特殊優惠;還可以考慮對這類企業和個人,在建立和擴大3D打印材料生產項目時,給予土地購買指標和土地購買價格優惠。要設置3D打印科技重大專項,全方位支持3D打印全產業鏈技術創新,持續推動3D打印產業發展。

推動技術改進

3D打印技術的核心工藝過程就是打印材料的層層堆積和造型,這種迥異傳統製造方法的工藝方法大大節約了材料,在單件、小批量的複雜及特殊造型產品製造上明顯優於傳統製造方法,但是其層層堆積的製造方法是無論如何也難以和傳統製造方法的便捷、快速和大批量生產的效率相提並論的。在當前的技術條件下,3D打印技術僅能應用於某些單件小批的特定產品的工業應用與部分創意類桌麵應用,很難成為大規模消費商品的主流製造方式。

如何盡快提高3D打印的速度與效率,是3D打印技術普及應用的關鍵技術節點。應當可以在考慮當前和近期技術發展可能的前提下,製定3D打印設備的效率等級指標,主要針對國產高效高速3D打印設備予以采購補貼,對企業和個人采購國產高效高速3D打印設備從事3D打印業務形成的收入予以稅收減免優惠。積極獎勵推廣提升3D打印技術速度與效率的技術創新,對完成創新的企業、研究機構和個人予以表彰和獎勵,賦予該類知識產權更高、更嚴格的產權保護條件,同時允許該類知識產權擁有人在成立相關企業時享受相應的稅收優惠。

促進技術精度提高

3D打印技術的核心工藝過程是材料的分層堆積與造型,目前每層材料的積厚度不夠精細,以致3D打印產品的精度遠遠比不上傳統製造方法能夠實現的精度。對於製造精度的提高,材料堆積層的厚度需要不斷降低,使得製造難度提高,大幅度延長製造時間,明顯提高了製造成本。同時,材料堆積層之間的結合再緊密,是否能與傳統模具澆鑄、注射等整體成型工藝的產品性能相提並論,還需要時間和實踐的驗證。目前,西安交通大學所研製的光固化成型係統及相應成型材料和配套的3D打印機噴頭,在我國是製造精度比較領先的,其成型精度已經達到0.05mm。但是,對於現代精密製造動輒絲米級,甚至微米級的性能指標而言,確實是難如人意。無法直接製造高精度零件,勢必影響3D打印技術的普及與推廣應用。

因此,必須考慮設立相應的國家級重點科技攻關項目計劃,以項目資金扶持、項目成果獎勵、項目研究課題專項技術資助等不同形式,以吸收、鼓勵社會各界力量參與研究,爭取不斷提高國產3D打印技術的最終產品精度。

加大創新研發投入

要認識到,雖然我國3D打印技術在主要領域躋身世界先進水平的行列,但是在很多其他領域以及在原材料和核心技術的研發上,我國仍然比較落後。而且,如果不對這些方麵加以重視,差距會越來越大。加大對3D打印技術的研發投入,除了直接對研究3D技術的高校、科研機構和企業進行資金支持,還可以通過減稅優惠政策來激勵企業參與3D打印技術的研發。除了資金的支持,還應該為3D技術的國內和國際交流創造良好的平台,產生高效的交流和學習,實現國內3D打印技術的協調、合作、創新、進步的發展態勢。

盡快建立共性技術研發體係。在發達國家比較完善的創新體係中,大學主要進行基礎研究,研究所側重於共性技術研究,企業主要致力於應用性研究和最後的產品化,產研學三方在市場機製下合作互補。但在中國,這三者的關係,卻呈現出錯位競爭的局麵,致使科研與產業嚴重脫節。一方麵,中國的大學越來越熱衷於應用研究,甚至自辦企業。中國的3D打印產業目前就呈現出濃厚的“高校”的色彩:除清華大學的北京殷華公司外,西安交通大學派生出陝西恒通智能機器有限公司,武漢濱湖機電技術產業有限公司則依托於華中科技大學。另一方麵,中國科研院所轉製為企業後,絕大多數放棄了長期的共性技術研究,轉向能在短期內解決生存問題的應用開發。在這樣的格局下,製約著諸多產業升級的共性技術難題,事實上卻仍處於無人攻堅的狀態。

建議盡快建立共性技術研發體係,具體做法可以借鑒美國的“先進技術計劃”(ATP)。該計劃是美國政府促進產業共性技術研發的典範。ATP由政府提供引導資金,但承擔項目的公司要配套一半以上的研發投入。政府的資助經費直接撥付到企業,大學和研究院所隻能通過與企業聯合,參加項目的實施。最終的知識產權為以營利為目的的美國公司所擁有,參與項目的大學、研究院所和政府機構等不享有任何知識產權,但可以分享專利使用費。美國政府為了國家利益有權免費使用ATP支持的技術成果。其他企業想使用該項目成果,可通過支付費用獲得使用權。

推動產業鏈中關鍵性技術研發和突破

加強平台建設,重構國家創新體係,鼓勵各類技術研發主體積極參與,推動整個3D打印產業鏈中關鍵共性技術研發和突破。如前述分析,我國當前的創新體係中產學研關係錯位,很難各負其責、有針對性地推動不同層次技術問題的研究,這就要求我們在推動3D打印產業關鍵共性技術研究中,打破舊有體製束縛,重新構架產業技術研發平台,鼓勵、吸引各類技術研發主體參與。

2012年10月,中國3D打印技術產業聯盟正式成立,成為中國3D打印產業的首個行業組織,其目標是搭建行業對話平台、建立行業標準,引入風險基金和產業基金。完全可以給其增加一項功能,就是匯集產業技術研發課題,集聚產業技術研發力量,在政府支持下,開展3D打印產業關鍵共性技術研究。

一是可以通過產業聯盟內部的討論、整理與分析,提出亟待開發的關鍵共性技術研究課題,並由聯盟內需求企業針對性提供研發資金,麵向全社會尋求技術研發單位。在研究課題經審批認證後,國家根據企業提供的研發資金提供對等的扶持資金。研究形成的技術成果、知識產權歸研究單位,政府根據國家利益的需要可以免費使用,提供研發資金的企業不僅可以免費使用,還可以根據其資金提供份額分享專利使用費等知識產權收益。

二是可以實行項目研發獎勵製度。根據國家製定與公布的3D打印技術重點研究方向,企業或者企業、研發機構聯合體,按照自身經營需要提出具體課題,經政府審核批準後,列入獎勵項目計劃,根據技術先進性和產業貢獻度確定獎勵等級。項目完成,經成果驗收,確認研究結果達到課題要求後,由政府給予直接獎勵。

三是可以實行技術研發的政府種子扶持資金製度。對於國家製定與公布的3D數字化建模軟件供應商、3D數字化建模服務商以及第三方檢測試驗平台重點研究方向中某個課題或某個領域有獨到技術構想、研發思路的個人或組織(限於3D打印產業內的小微企業),可以向政府主管部門提出申請,經答辯驗收批準後,發放用於研究技術構想、思路可行性的扶持資金。

四是如果在前幾項政策推廣中未能涵蓋該方向的技術研究,政府還應該撥付專項資金,設立專項獎勵,用於鼓勵3D數字模型以及第三方檢測試驗平台等方向的共性技術研究。