張麗娟：增材制造技術發展動態，德國Fromnext2024觀展分享
在2024增材制造產業發展論壇暨增材制造產業年會論壇上，山東理工大學教授、國家級特聘專家張麗娟女士，做了“增材制造技術發展動態 ---2024 年Formnext Exhibition 觀展分享”報告。
張麗娟：大家下午好，今天特別開心非常榮幸參加咱們年會的盛典，同時上午我也被榮幸的增補為咱們專家委員會的委員。在這里表態一下，我會盡最大努力協助聯盟、行業的朋友們做更多的工作。
今天其實不叫演講主題，因為上個月正好是現在這個時間，去法蘭克福參加了Formnext Exhibition的展會，我相信在座咱們也有很多朋友和企業家朋友去參展和觀展，還是大多數沒有去過，我就把我看到的和我看這個過程中的一些感想和大家回顧一下。
我先說一下我自己，介紹是山東理工大學增材制造研究院的執行院長，同時我還有一個另外一個崗位，是在東莞理工學院3D打印與智能制造中心擔任首席科學家，所以我有兩個3D打印的團隊，在工作。
首先給大家說一下Formnext Exhibition這個展會，這個展會原先過去的全稱叫作法蘭克福國際精密成型及3D打印制造展覽會，目前全球最大的也是最重要的3D打印和增材制造相關的展會。咱們國家也是非常重視，這個現在已經有中國版的了，大家知道在深圳我們也有一個Formnext Exhibition，但是我們的這些國內的重要企業也還是會去法蘭克福展示自己的成果。
今年的展會就是19日-22日4天的時間，我全天4天都參加了。但是在2018年我是第一次參加這個，我是2017年回國，2018年第一次參加，到現在為止去了4次。所以對這個展會有一些了解，去的目的其實也沒有我自己的技術，也沒有我的產品，但是因為我搞這個方面的研究，所以特別希望更加直觀、近距離了解這個行業，和開發者、使用者和研究者近距離交流，同時爭取尋找一些合作的可能性。
這個數量上，這個不是我數的，這個是咱們Formnext Exhibition小冊子里面給的數據，今年是有860家展商，其中中國展商100-110之間，因為可能有沒去的。這個是法蘭克福展覽中心的外觀，Formnext Exhibition是他的展會是在11日和12日兩個展廳展開的。
我就開始給大家相當于直播一下，我照了很多照片，錄了很多視頻，挑和大家更相關和我自己更感興趣的和大家分享一下。
這個是美國的，是實際上原來公司改名了，他這個作為一個龍頭企業，3D打印的應用企業，但是現在也轉成了服務企業，全產業鏈的，從材料到裝備、技術服務不僅服務第一公司，服務全球的，只要可以相關的，包括醫療等等的。
那么我比較關注一個新的技術的發布就是把黏結劑噴射成型也納入了他們這個主流的打印工藝，這個打印工藝就是黏結劑噴射，但是打金屬材料，所以他成熟現在商業化了這個裝備，而且打印的部件也已經在產品上得到應用了。
另外我關注的因為我有這方面的項目，大家知道WAAM增材制造，那么這個就是我現在展示的這個片子就是英國一家大學，這個是電弧熔絲增材制造的鼻祖，他們團隊展示的孵化出來的一個新成果，他叫WAAM3D，大家看這個規模、尺寸就是打印出來的件已經非常大了，但是其實這個大小是設備上的問題，那么現在開發出雙絲的裝備，也就是說是多材料打印了，那么這個多材料打印幾年前就已經成為預測的方向，但是現在他們已經開始實施了。
這邊展示的設備就是雙絲的設備。這個又是另外一個多材料的，鋼和銅的，這個是Fraunhofer他們聯合開發的，能做出來這個多材料的，這個多材料打成大的同時又可以打出右邊這個圖的芯片，非常小，大的小的都可以打成多材料的，這個也是很值得關注的。
EOS除了聚合物這塊搞了面曝光的新的裝備，但是金屬材料方面，打印機沒有什么新的突破，但是在一些智能化過程監測上做了一些工作，比如說粉末床的鋪粉質量，高速相機可以形成閉環這樣了，重新鋪粉這樣。所以沒有什么在裝備上的一些特殊的，但是打印的件這邊有銅合金的，大家知道這個不太好打。
材料方面關注到英國焊接材料，配合多材料打印做出了絲絲結合和絲粉結合，絲絲結合就是一個絲包著另外一個絲，絲帶著一個芯，比如說鋼里面包了銅，或者銅里面包了其他的東西，這個就是復合合金這樣的最后形成這樣一個結構。然后絲粉比如說想用什么粉強化我這個材料，粉包在絲里面，這個也商業化了。這個是西門子的了，他我不知道這個視頻可以不可以放，多功能一體化是有4個功能，第一個功能左邊這個圖他在增材制造，然后增材制造之后就減材，然后精準測量，精準測量之后再返回，多次精準測量，所以測量精度是5微米級可以達到。
在這個同一個工藝上還可以再做圖層，右邊這個圖現在在減材，然后再測量，然后再測量，全都測量完之后再減材，減到需要的尺寸，然后一會就開始做圖層了，增材、減材，測量再減材，多功能一體化的裝備，這個主要體現在是控制精準度上，裝備控制精準度上。
這個是我遇到了咱們中科煜辰，邢總經理，也是很中心的展位，他帶去的大尺寸增材制造裝備和一個水導激光加工的，這個也是精密激光方面的展會。這個是還有咱們漢邦的打牙齒的，多激光的裝備，也是在展會也是得到很多人的關注的。
那么另外一個大家看NSTM是作為一個標準的測試，美國材料與測試協會，大家知道Wohlers每年都出增材制造報告，他們在那里也宣傳，一個宣傳標準，另外他們在那里收集信息，收集數據，這樣對他寫年度報告來做信息準備。
再一個非金屬方面的，因為我有陶瓷方面的國家重點研發計劃，那么這個是以色列的這樣一個公司，主要打芯片，非常小的尺寸的高精度的，最右邊那個圖是助聽器。這個是噴射成型的，材料噴射成型，噴射直接噴射材料，那么他完全實現工業化級的裝備，沒有實驗級全部是生產級，除了打印陶瓷之外，打難熔金屬。
這個是法國的，陶瓷打印的裝備的一個企業，但是我注意到了他也開辟了金屬打印，所以難熔金屬右邊的那個樣品，玫瑰花什么都是用他們自己的3DP工藝來做的，也形成了很好的打印能力和裝備。
另外一個也吸引我注意的就是荷蘭公司，這個荷蘭公司相當于建筑打印，這些都屬于一些景觀什么的，但是他用的材料很特殊，他工藝基本上是黏結劑，但是用工業廢料、陶瓷、混凝土，生物基材料，樹皮、竹纖維等等實現打印，打印尺寸大到這個柱子特別高了，這個我做參照物的。
這個是一個英國的，剛才上午咱們德國專家也提到了這個，是新的一個陶瓷3D打印的一個企業，做的陶瓷主要用于過濾技術和過濾裝備的一些陶瓷，新材料。那么他的市場占有量已經非常大了，做海水淡化處理的。
這個是奧地利的一個打陶瓷的公司，那么他們也開辟了很多多材料的打印和連續過度。再一個遇到了咱們的廣東的有一個很大的展臺，是耗材的，金屬絲材，但是他們展示很多樣品，這里面也贈送小龍，剛才早上說到的。
還有一個比較大的研究機構，這個研究所里我也工作過，他推出了一個同軸電子束的高效、高速打印裝備，還有共同推出的超高速激光，那么他們展示的都是一個是打印技術，再一個是裝備技術，所以說這個給電子束打印同軸提供了一個方向，效率非常高，沒有對準的問題，直接對準。
那么展會除了展覽的這些東西之外，還有很多平行的論壇，因為時間關系沒有辦法分享特別多，也是展會之后6點之后各個很大的廠商都要發布一些信息，還有展示一些未來的技術的一些東西，我盡量都參加了。
這個就是當時我給大家分享我的觀感，整體來講這個展會規模有增大，但是速度沒有我們中國市場增大速度那么快，這個參展商的。金屬材料相關的仍然占絕大多數，無論是材料裝備還是后處理等等，而且剛才我剛才講的例子打陶瓷的也在進入金屬，包括過去也就是打陶瓷的現在打難熔金屬，所以金屬3D打印市場巨大的，還是應用場景在不斷擴大。
雖然是仍然以粉末材料為主，但是像剛才看到絲材，還有多材料，這個多種工藝打印齊頭并進的，在這個情況下。
那么激光粉末床方面，大尺寸多激光仍然是重點，原來的問題現在不是問題了，幾乎所有的廠商包括中國的都已經解決了這個技術問題。高效能、高效率、低成本是所有增材制造用戶和研究者和生產者追求的共同目標，這點毫無疑問，因為很多歐美他們的展品上都標上了價格，比如說打了一個發動機葉片，他標上打印時間多長時間，用了多少材料，這一個最后合的成本是多少美元，都把這個價格給出來了，這樣用戶也可以進行選擇。
那么多材料打印也已經發展起來了。
那么分領域情況，剛才也點到了，我從材料、設備、工藝和尺寸來講，可用的打印材料是越來越多了，打印的多材料在多種工藝上都體現出來了，在設備上智能化、自動化程度不斷提高，多激光搭接的工藝控制，鋪粉質量監控，剛才講的西門子的那個精準控制，另外單一工藝雖然是主流，但是復合工藝在發展，整個打印的展會上看到了多個電弧+激光，絲材+粉材，增材+減材，增材+增材的，還有很多小的企業展示這些方面的技術進步，另外在尺寸方面，我這里寫的越來越大，越來越小，越來越精，真是這樣的，越來越大是特別大，那么十米，幾米金屬可以達到幾米，那么越來越小就是芯片和電子里面的東西，越來越小，而且精度要求越來越高，因為3D打印這個技術逐漸越來越用在終端產品上了，盡量減少加工，減少后續的處理這樣的工藝，縮短工藝流程。
另外中國展商的情況是2015年不到30家，到2024年是100余家，咱們國內還有很多想去還沒有去，我知道，但是現在去的這一百多家都是增材制造相關的，無論是裝備、材料、軟件等等的這些方面，那么工業級設備和消費級設備裝備是同步發展的，然后展示的打印材料依然是金屬和聚合物為主。配件和服務商也在展會進行亮相，這個配件就是說裝備的配件，后處理配件等等，整體的市場發展速度，剛才已經說了，中國的發展速度比國際上的平均發展速度要快，這個是我個人很強烈的感覺，那么在這個同時感受到技術成熟度和市場成熟度增材制造這個技術是越來越成熟了，而且是穩步提升的。
大型頭部企業不斷成長和擴大，小型創新型企業大量涌現。展望一下前景，就是說由于技術成熟度、生產力和工業化成熟度不斷提高，預期增材制造市場是持續增長的，這個大家都看好，同時成本也會持續下降的，如此帶來的相應技術和經濟方面的挑戰，需要工業界和研發部門聯手共同努力來解決。這個不是單方面的，另外它的適用不是說增材制造這個技術我們拿來就代替傳統制造技術，必須評估增材制造技術它本身的優勢，能給這個產品所帶來的附加值和創新性，那么應用現狀是現在已經原型開發、快速模具、終端產品，方方面面都已經用到它了，增材制造差異化對這個差異化的認識也是越來越清晰，所以能夠精準的選擇增材制造工藝所對應的應用。
那么產業發展趨勢我個人覺得就是合并與融合，這樣的趨勢，就是合并大家強強聯合，那么融合就是取長補短，這樣的一個態勢才可以使得產業做大做強，同時關注到了AI技術有很多，特別是弗朗獲福他們展示很多AI技術的在增材制造中的應用，這個也是未來或者近幾年發展的重點趨勢。
這個就是我的觀感，我花半分鐘介紹一下我的團隊，我是做金屬和陶瓷3D打印，工藝就是咱們主流工藝，比如說SLM，BG，電弧熔絲，陶瓷是光固化等等這些都做，這個是有一些項目支撐的，科技部的先進結構和復合材料專項里面的3D打印的項目，另外廣東省有一個基礎和重大基礎研究項目，是研究增材制造的材料和工藝，這個應用基礎方面的項目，山東省有一個重大創新工程項目，是陶瓷和陶瓷打印裝備的，還有梯度材料，金屬梯度材料這方面。
最后就是感謝大家聆聽，歡迎大家到淄博燒烤城和東莞松山湖參觀指導交流，謝謝大家！
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