三帝科技宗貴升博士：從3D打印出發(fā)，用數字科技升級制造

2023年6月10日，由中國經濟傳媒協(xié)會、浙江紹興市政府聯(lián)合主辦，以“推進中國式現代化 高質量發(fā)展開新局”為主題的“2023中國經濟傳媒大會”在浙江紹興召開，來自全國經濟界、傳媒界、企業(yè)界的數百名代表共聚一堂，解讀當前經濟形勢與挑戰(zhàn)，分析數字時代發(fā)展機遇，共話深度融合路徑，凝聚推進中國式現代化、促進高質量發(fā)展的磅礴力量。

在下午舉辦的“產業(yè)數字化：實體經濟轉型升級新引擎”經濟論壇中，著名數字經濟專家學者、企業(yè)嘉賓、媒體代表等，共同就推動實現實體產業(yè)與數字技術深度融合發(fā)展等話題進行了深入解讀和研討。北京三帝科技股份有限公司董事長、“2018中國經濟新聞人物”宗貴升博士受邀在論壇中作了題為《從3D打印出發(fā)，用數字科技升級制造》的演講，分享了3D打印在傳統(tǒng)制造數字化轉型升級中的重要應用，他指出，經過多年發(fā)展，3D打印已經成了數字化轉型的一個重要利器。

當今全球發(fā)展的大趨勢正改變著企業(yè)和個人的生活，其中，實業(yè)公司受“數字化、移動性、一切皆是服務”趨勢的直接影響，而數字化技術推動傳統(tǒng)制造業(yè)升級和制造服務化是這些大趨勢影響實業(yè)的直接體現。近年來，3D打印數字化技術已經推動了鑄造、注射成型、手板行業(yè)的數字化制造進展。

制造工藝方法的變革也反映了數字化發(fā)展的大趨勢：機械特征的等材制造，包括鑄、鍛、焊等，已經有近3000年的歷史；自動化特征的減材鑄造，包括車、銑、磨等，發(fā)展了近300年；而數字化特征的增材制造（即3D打印），包括選區(qū)激光熔融、選區(qū)激光固化、粘結劑噴射等，問世也已經30多年。3D打印與傳統(tǒng)制造工藝的復合應用，正是制造產業(yè)數字化的重要部分。

3D打印數字化制造技術經過30多年的發(fā)展，其產業(yè)化應用全球年復合增長率在20%以上，中國甚至更高，但由于其產值基數相對較小，3D打印行業(yè)盡管意義重大，至今卻還是個小行業(yè)。3D打印產業(yè)化緩慢的主要原因一是打印效率低，即制造速度慢；二是打印材料貴，即制造成本高。一個既慢又貴的技術，很難被應用到生產線中去，這就是為什么之前3D打印設備的主要用戶大多是科研院所、大公司的研發(fā)部門、學校以及3D打印服務機構。

為解決傳統(tǒng)3D打印既慢又貴的問題，3D打印2.0粘結劑噴射工藝應運而起。采用了“線掃描”技術的3D打印2.0粘結劑噴射BJ工藝是一種高效率、高精度的增材制造技術，其沿用傳統(tǒng)粉末冶金行業(yè)的材料體系和燒結工藝，成本低廉，材料標準化程度高，能夠為工業(yè)界提供高效率、高質量、低成本的金屬增材制造解決方案，可以應用到生產線，為3D打印技術的規(guī)�；瘧�用打下了堅實基礎。而隨著3D打印應用領域的不斷擴大，預計3D打印2.0更將為3D打印行業(yè)帶來突破性持續(xù)增長，尤其是在助力傳統(tǒng)制造升級方面，業(yè)績將逐步顯現。

目前，全球3D打印市場在千億規(guī)�；�礎上快速擴張。全球3D打印產業(yè)結構中3D打印服務占比最高，而中國市場3D打印設備占比最高，可見未來中國3D打印的應用市場潛力巨大。從中國機械制造的整體行業(yè)格局來看，等材制造市場過萬億，規(guī)模最大；減材制造市場在5000億左右；而增材制造目前在300億左右，但增長很快，尤其是3D打印2.0的出現，加速了復合制造（如增減、增鍛減等）及數字化升級傳統(tǒng)制造的節(jié)奏，千億市場指日可待。

以鑄造行業(yè)為例。中國是世界鑄造第一大國，有4000億左右的市場規(guī)模，全球占比45%，有24000多家鑄造廠，保持著穩(wěn)健的增長，但存在高能耗、高污染、不強、不精的問題。為此，我國十四五規(guī)劃指明了數字化升級等發(fā)展目標，提出要用3D打印來實現砂型鑄造數字化、綠色化，建立200個以上的示范綠色鑄造工廠。今年4月14日，工信部、發(fā)改委、環(huán)保部也聯(lián)合發(fā)文，要推動一體化壓鑄成形、無模鑄造、砂型3D打印等先進工藝技術實現產業(yè)化應用。

通過對鑄造行業(yè)的分析，就更能深刻理解鑄造業(yè)數值化升級的迫切性。有數據統(tǒng)計，全國鑄件年產量萬噸以上的鑄造企業(yè)超過千家，5萬噸以上的企業(yè)近200家。頭部2000多家的鑄件產量占全國總產能的55%以上。而頭部企業(yè)缺乏定制能力或小批量試制能力，開發(fā)新產品速度慢、成本高；“長尾”企業(yè)產能利用率低，大多要被淘汰；只有“長尾”中的頭部企業(yè)，在依靠3D打印和自動化率提升后能夠生存，并可能有數倍的集中度提升空間。

在這個轉型升級的重大機遇下，三帝科技果斷布局，在掌握了3D打印2.0核心設備、材料和工藝技術的基礎上，通過并購鑄造廠，直接打通了3D打印工藝和鑄造工藝。同時，將3D打印2.0技術應用于提升粉末注塑成型，形成了3D打印數字化鑄造和粉末冶金成型的競爭能力，成功創(chuàng)建多材料、全尺寸、全鏈路服務模式。目前客戶包括中國航發(fā)、兵器集團、玉柴、吉利汽車等航空航天及軍工、汽車等領域的頭部企業(yè)，輻射機械制造領域眾多客戶，復購率高、成長性強。

3D打印數字化鑄造，無需開模，從三維數據設計，到鑄造模具直接打印，然后鑄造，大幅縮短了新產品開發(fā)周期，降低了成本。采用了3D打印數字化工藝的鑄造廠，其生產造型方式發(fā)生了變化，大幅降低了能耗和污染、改善了工作環(huán)境、提升了產品附件值和成品率，使得復雜件的快速、高精度、綠色鑄造成為可能。比如汽車發(fā)動機缸體新品開發(fā)，傳統(tǒng)鑄造方式生產周期需要3-4個月，如果要修改，就要改模具甚至重開模具，耗時會更長。采用3DP砂型打印快速鑄造，兩周內交付鋁合金成品鑄件，如果要修改，也只需要修改數據，整體費用從百萬元降至幾萬元。

隨著3D打印2.0帶來的打印效率的提升和成本的降低，3D打印在批量鑄造應用的比重也將進一步擴大，3D打印技術將推動傳統(tǒng)鑄造升級成為綠色數字化快速鑄造，并帶動廣大鑄造企業(yè)轉型升級。

在論壇的圓桌對話環(huán)節(jié)，宗貴升博士與中國城市發(fā)展研究會、奇安信科技集團、NextHuman唯物科技等負責人，共同就產業(yè)數字化與實體經濟深度融合發(fā)展模式與路徑、數字經濟重塑需求端下的產業(yè)結構優(yōu)化升級、數字化轉型中國方案探索等話題進行了暢談與探討。