1、天津市 3D 打印产业发展三年行动方案 （ 2018-2020 年） 3D 打印又称增材制造，近年来该技术正以其独特的优势实现新型网络与先进材料、数字化制造的密切结合，逐步成为新型工业革命的核心关键技术。为推动 我市 3D 打印产业健康有序发展，加快产业做大做强，结合中国制造 2025和“十三五”国家战略性新兴产业发展规划的要求，特制定本行动方案 , 期限为 2018-2020 年。 一、发展现状 （一）全球 3D打印发展状况 目前，全球 3D 打印市场蓬勃发展， 2012 年至 2016 年底，全球 3D 打印市场规模由 23 亿美元增加到 70 亿美元，增长 204%。 全球 3D 打印发
2、展较好的重点区域包括美国，欧洲，日本等国家。其他国家，如新加坡、韩国等国家目前虽然 3D打印水平稍弱，但也对 3D 打印产业逐年加大投入。 （二）中国 3D打印发展状况 中国 3D 打印市场规模近年来迅速扩张， 2012 年至 2016年底，中国 3D 打印市场规模由 28.26 亿元人民币增加到153.23 亿元人民币，增长 442%。从市场应用份额看， 3D 打印技术应用在汽车及零配件领域占 37%，在消费品领域占18.2%，在航空航天和国防军工占 13.7%，在商业机器领域占11.2%，在医疗领域 占 8.8%，在科研方面占 8.6%，其余方面为 2.5%。 （三）天津市 3D打印发展状
3、况及存在的问题 近年来天津市 3D 打印市场规模也在迅速上升， 2012 年至 2016 年底，天津市 3D 打印市场规模由 1.11 亿元人民币增加到 6.67 亿元人民币，增长约 500%。 天津市 3D 打印相关技术起步于上世纪末，经过 10 余年的发展，已经具备了一定的科研基础，初步形成了 3D 打印产业链， 3D 打印机构与服务也在逐渐壮大并成熟。 3D 打印产业具有一定科研基础。天津市 3D 打印技术具有一定的科研基础。目前天津大学、天津工业大学、天津市天 大银泰科技有限公司、清华大学天津高端研究院、天津职业技术示范大学、 8358 所等一批高校及科研院所已开展 3D打印技术攻关，
4、科研成果已初见成效。 3D 打印产业链初步形成。天津市目前已经初步形成集3D 打印设备与材料研发、制造和服务于一体的产业链。例如：以东丽区清华高端院为基础成立的天津清研智束科技有限公司，在电子束选区熔化 3D 打印设备研发方面处于国内领先地位；天津铸金科技研发的研发的镍基合金 3D 打印材料处于国内领先地位；天津大学在大功率光纤激光器、功能器件 3D 打印技术研究等领域取得重要进展。此外，天大银泰科技有 限公司近年来为千余家企业提供设备与服务，覆盖了国内 25 个省市。天津微深科技有限公司、博纳云智（天津）科技有限公司、恒信智能（天津）快速制造技术有限公司等一批 3D 打印机制造企业和服务企业
5、也在成长壮大中。 3D 打印机构和服务逐步成熟。 3D 打印技术服务方面，天津天大银泰公司、天津华坤科技公司、天津职业技术师范大学、天津恒信智能等单位为国内外用户提供 3D 打印服务，年服务企业约 200 家，服务性收入过亿元。重点应用 3D 打印服务的单位有：中国北方发动机研究所、航天精工、天汽模、北汽福田等公司。 从技术层面看，我市 3D 打印 行业在电子束激光选区融化关键技术、金属 3D 打印粉末等关键材料方面的研发已经取得重大进展；从产业链层面看，我市 3D 打印产业链不断完善，具备加大规模制造的技术和产业化基础， 3D 打印技术水平与产业化规模位于全国中上等水平。 天津市 3D 打印
6、产业目前存在问题。天津市 3D 打印相关技术起步于上世纪末，经过 10 余年的发展，在 3D 打印材料、激光粉末烧结，电子束烧结、激光熔覆、光固化快速成型成套设备与工艺等方面具备了一定的基础，在产业发展、技术服务方面具有相对较强的实力，发展潜力较大。天津市的 3D打印产业尚处于起步阶段，装备及 核心零部件、工艺技术等产业基础比较薄弱，在材料、装备、软件和工艺等关键环节严重受制于国外技术和产品，与先进国家和地区相比差距较大。但从整体来看，天津市 3D 打印整体市场占全国市场份额较小，在各行各业的引领和辐射作用较弱，与先进国家和地区相比差距较大； 3D 打印核心技术严重受制于国外，技术和产品亟待突
7、破；整个产业尚处于起步阶段，缺少龙头企业的带动，尚未形成专门的 3D 打印装备、材料研发基地；企业之间尚未形成有效的沟通与信息共享机制，存在资源浪费现象，缺少技术共享平台与产业联盟支持。此外，天津市3D 打印产业与航空航天 、汽车等高端制造产业融合程度较差，难以为传统产业升级换代提供有效支撑。 二、总体要求 （一）指导思想 坚持产业创新化道路，落实中国制造 2025总体战略部署，坚持创新驱动、产业协同、安全高效、开放合作的要求，强化企业主体地位，提升创新能力，集中优势资源，突破核心关键技术；加大政策扶持力度，不断提高产业发展水平，加快形成具有核心竞争力的 3D 打印产业体系。 （二）基本原则
8、坚持创新驱动突破核心技术。坚持以市场为导向、企业为主体，推动“政产学研用”产业协调创新体系建设。加快突破材料、装备、软件、工艺等环节的关键 技术，大幅提升相关产品的安全性、寿命、可靠性、经济性等综合性能水平。 坚持产业协同打造竞争优势。积极建设和完善产业链，促进材料、装备、软件、工艺等相关产业的协同合作，推动各方优势资源和产业链整合，培育具有国内甚至国际竞争力的龙头企业，加快形成自主发展能力，打造优势产业。 坚持开放合作提升竞争能力。巩固提升 3D 打印产业发展优势，鼓励基于产业链各类要素资源的集聚、共享、开放、融合，利用全国资源和市场深化，加快建立合作共赢、优势互补的开放型产业体系。 三、发
9、展方向和主要目标 （一）发展方向 着力解决产业关键问题。 以工业设计、个性化医疗器械、教育文化、汽车零部件加工、精密铸造、航空航天零部件等领域为重点，构建公共服务平台，实现关键技术突破。 提升核心技术竞争力。研发一批具有自主知识产权的成形材料、装备及核心器件，助推 3D 打印企业做大做强，形成若干个具备国际竞争能力的企业。 拓宽应用领域，深化行业应用的深度和广度。加强 3D打印产业在各行各业的辐射作用，促进社会创新文化的发展。实现与高端制造业相融合，促进传统产业升级换代，助力天津市航空航天、汽车等重点领域进一步发展。 （二）主要目标 加快提升 3D 打印制造工艺技术及应用水 平。强化产学研用合
10、作创新机制，提升一批有重大需求、广泛应用前景的3D 打印制造工艺技术水平。研发数据处理软件、 3D 打印制造材料与专用工艺智能数据库、工艺智能控制软件，以及产品智能设计所需的建模、逆向、设计、仿真等软件工具，解决高效成型、高致密性、高精度、组织性能调控等关键工艺技术。 着力突破 3D 打印制造专用材料。着眼天津市航空航天、汽车、医疗等重点领域的重大需求，加大对材料制备的投入，以高品质的金属 3D 打印专用材料制备技术为重点，突破材料深加工技术的瓶颈，适应未来产业发展需要，加快高温难熔材料、高强度材料、光 电等功能化材料的自主研发创新。 加快发展 3D 打印制造装备及核心零部件。针对 3D 打印
11、制造速度慢、精度低、材料难熔等问题，研发高功率加 热源、光学系统部件、设备传动部件等。另外针对航空汽车行业的需求研发大尺寸、高精度、高效率 3D 打印装备， 不断提升3D 打印制造装备的效率、精度、可靠性和工艺稳定性。 推进 3D 打印制造公共服务平台建设。依托资源较为完善的科研、高校和龙头企业，建设天津市 3D 打印制造材料研发平台，围绕 3D 打印制造材料研制与技术服务，整合各方优势资源，实现新型网络与先进材料、数字制造的密切结合，为我市的基础 研究、应用基础研究、应用研究到成果转化提供支撑；建设核心部件和装备研发平台，开发高精度成型工艺核心部件，研发硬件控制技术与开放式数控系统、 3D打
12、印制造及后处理设备的集成技术与服务，加快行业的推广应用；建设 3D 建模研发平台，研发 3D 模型获取、 3D 建模技术与工程仿真、产品开发与服务云平台、 3D 打印制造过程控制等关键技术与服务，推动 3D 打印制造数字化建模系统产业化创新应用。 预计到 2020 年可实现直接产值规模可达 15 亿元，辐射产值 1000 亿元。 四、重点任务 （一）园区建设 依据 3D 打印产业链发展关键环节，重点布 局 3D 打印设备研发生产基地、 3D 打印技术研究院、 3D 打印产业园以及3D 打印医学研究中心等园区的建设。加强品牌培育，推进全产业链协同发展，打造布局合理、功能齐全、具有规模的3D 打印
13、示范园区，发挥较强的区域辐射作用，服务京津冀一体化，提升天津市 3D 打印产业水平。 1建设电子束金属 3D 打印装备生产基地 目前天津电子束金属 3D 打印装备年产值近 2000 万元，为扩大装备生产能力，拟另外选择厂区承担电子束金属 3D打印装备的生产，选取金属粉末原材料生产商作为金属 3D打印技术的上游配套企业，计划至 2020 年，装备年产值超过 2 亿元。 2建设 3D 打印智能制造研究院 结合快速制造国家工程研究中心的技术优势和高端装备制造产业的资源优势，推动增材制造（ 3D 打印）先进制造技术在天津市的发展和应用。继续做好工业企业服务任务，尤其是军工及研究院所的快速成型、快速模具
14、服务，加快天津区域工业企业的产业升级；开拓职业教育及中小学创新教育市场；布局 3D 打印智能制造研究院，力争每年开设2 个分中心，与高校及企业横向合作。力争实现企业服务收入 500 万元；加大产品及材料的市场推广力度，实现产品收入 800 万元；通过布局教育行业，教育市场实现收入 1000万元 。 3建设具有集聚效应的 3D 打印产业园 完成增材制造（ 3D 打印）公共服务平台的搭建，集团化公司注册登记筹建，局部落地 3D 教育、精准医疗的市场应用、完成人才及科研院所分支机构的组建工作。完成 50%以上的招商引智工作，帮扶完成入驻企业的产业孵化；解决500 人大学生双创就业、完成 8000 万
15、 以上的应用市值。 4建设 3D 打印制造医学研究中心 结合 3D 打印技术优势与各高校、医院联合开展医学医疗项目合作，并成立 3D 打印制造医学研究中心。 （二）产能扩张 着眼 3D打印全产业链，扩建 3D打印设备和原材料产能，提升天津市 3D 打印产业在国内市场份额。 1提升大型 3D 打印设备产能 产能扩建项目提升 3D 打印设备年产数量，扩大产业化基地面积达到 3500 平米，并形成 SLS/SLM 激光选区烧结大型 3D 打印机装备的研发生产能力。 2提升 3D 打印材料产能 分步骤提升 3D 打印材料产能，完成 3D 打印金属材料生产厂房建设；进行 3D 打印金属材料生产设备调试，
16、满足生产条件；开始生产 3D 打印镍基合金材料； 3D 打印镍基合金材料及不锈钢材料的最终产能预计达到 2.5 万吨。 （三）突破关键技术，完善 3D打印产业链 重点突破 3D 打印材料研发、数字化建模、后处 理等环节的共性关键技术；研发 3D 打印工程化和产业化技术，开发激光器、打印设备等关键部件和装备；建立健全 3D 打印标准、检测体系；加快 3D 打印产业化发展，鼓励 3D 打印技术、产品及服务在各个行业的创新应用，形成软件、硬件、材料、行业应用一体化产业链。 1 3D 打印关键部件、装备及材料研究 （ 1）研发工业级 SLS/SLM 激光选区烧结大型 3D 打印机 启动 SLS/SLM
17、 激光选区烧结大型 3D 打印研发项目，将工作 台面提升到 850 850mm，重点突破热变形控制，并采用国产光学系统实现高精度激光选区烧结 3D 打印。烧结材料包括 树脂砂和聚苯乙烯类材料，可直接打印大型树脂件和铸造模具。预计项目完成后，每年可生产 30 台套 SLS 激光选区烧结大型 3D 打印机，年产值可达 2000 万元。同时，具备 250mm 规格 SLM 激光选区烧结 3D 打印机的研发生产能力。 （ 2）研发电子束金属 3D 打印关键设备 研发面向航空航天领域的 QbeamAero 系列电子束金属3D 打印机、面向骨科医疗领域的 QbeamMed 系列电子束金属 3D 打印机。产
18、品涉及的关键技术研发包括：长寿命、高质量电子束阴极技术；大尺寸、高精度、高效率粉末床电子束金属 3D 打印技术；多电子束粉末床金属 3D 打印技术；医用电子束金属 3D 打印材料与工艺；航空航天难加工难熔覆材料的电子束金属 3D 打印工艺；粉末床金属 3D 打印的在线检测与缺陷诊断；激光 -电子束复合 3D 打印装备与工艺。 （ 3） 研发 3D 打印用大功率光纤激光器 逐步推进研制工业级单模 2kW 大功率光纤激光器；工业级多模 4kW、 6kW、 8kW、 10kW 等大功率光纤激光器。 （ 4） 研发 3D 打印 SLA 成型设备及 405nm 光固 化材料 完成光固化材料的开发材料配方
19、研发，其中包括材料配方研发；制备高固化速度和低收缩特性的光固化快速成形树脂，提升树脂使用稳定性。完成 405nm 光固化材料小型 SLA桌面设备研制。完成 405nm 光固化树脂的小批量试制，并结合光固化设备进行工艺实验，课题结项。进行 3D 打印 405nm材料及设备的产业化活动。 （ 5）研发 LED 工业级 3D 打印机 完成高流明 405nm 波长， 2k 级分辨率 DLP 投射控制系统研发； LED 光源，匀光，光路，镜头的设计；光路及 DLP控制系统的组装及测试。完成标定系统；打印控制软件；匀光及热膨胀补偿系统研发；软硬件系统整体测试及包装并市场化。 2 3D 打印数字化建模、后处理技术研究 （ 1） 研发手持结构光三维扫描仪 实现和完善软件防抖算 法；研发光编码发生器；测试并完善光编码发生器。研发高速工业相机，测试高速工业相机，软硬件系统整体测试及包装并市场化。 （ 2） 研发机器人与三维扫描仪结合自动扫描检测系统 完成研发机器人与三维扫描仪手眼标定系统；机器人与三维扫描系统通讯模块；机器人结合三维扫描仪全自动扫描测试与精度验证。完成整体误差纠正模块研发；检测算法的开发实现；人机交互界面开发；软硬件系统整体测试及包装并市场化。
