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3D科学谷:2021年3D打印与中高等教育及科研白皮书第一版(47页).pdf

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3D科学谷:2021年3D打印与中高等教育及科研白皮书第一版(47页).pdf

1、白皮书赞助方:Sponsors:3D科学谷白皮书系列-Whitepaper-3DScienceV3D打印与中高等教育及科研白皮书第一版White Paper of 3D Printing and Education & Research V1前言当前,在我国制造业向智能制造转型升级,产品附加值提升,运行效率提升的大背景下,先进的机器人技术和3D打印、AI、机器学习、云计算、虚拟和增强现实、数据分析等技术在应用于供应链、生产过程和客户产品和服务中,为制造业注入强劲的内生动能。针对其中的3D打印-增材制造技术而言,人才数量仍无法满足市场需求。根据教育部发布的关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化

2、工作的指导意见,目前我国3D打印行业的专业人才缺口超过千万,制造行业对3D应用人才需求最大,缺口约为800万人,且需求还在不断攀升。因此,3D打印专业人才培养为一项重要的任务。近年来,我国中等职业教育、高等职业教育以及普通高等教育领域,面向不同层次的增材制造人才培养体系正在完善,在中、高等职业教育和本科教育中均已设立了增材制造专业。与此同时,高等院校与中科院等体系中的科研机构开展了大量增材制造工艺、新材料、前沿应用相关的科学研究工作,基础研究工作不仅推动着增材制造-3D打印技术走向成熟,更为制造业高端人才的培养做出了积极贡献。另一个角度来看,教育与科研工作又拉动了对于3D打印设备、材料的市场需

3、求。增材制造已成为全球科学研究项目和基金所支持的一大领域。根据3D科学谷全球战略合作伙伴AMPOWER, 预计到2025年, 全球金属3D打印设备的最大销售收入将来自于大学与科研机构,该领域的销售收入将超过30亿元人民币,所占销售收入的比例将从2020年的9%增长至2025年的15%。塑料3D打印设备在科研领域的销售收入也将增长至约7.5亿元。3D打印与中高等教育及科研白皮书包括:制造业人才需求 ,中、高等教育体系及3D打印人才培养,科研机构,基础研究的重要性显现四大版块,剖析了我国增材制造人才需求与培养情况及增材制造科研基地和科研工作取得的成绩。3D科学谷市场研究团队.2021年制造业人才需

4、求我国制造业人才发展现状1制造业人力资源结构逐步优化制造业人才聚集高地初步形成制造业人才培养规模位居世界前列制造业人才发展环境逐渐改善2015年,我国高等学校本科工科类专业点数约1.6万个,工科类专业本科在校生525万人、研究生在校生69万人;高等职业学校制造大类专业点数约6000个,在校生136万人;中等职业学校加工制造类专业点数约1.1万个,在校生186万人。我国制造业规模以上企业人力资源总量8589万人,专业技术人员809万人。装备制造业规模以上企业人力资源总量近1794万人,据不完全统计,其中人才总量近736万人,具有大学本科和研究生学历的人员分别占人才总量的29和2。以院士、科技创新

5、领军人才为代表的制造业高端人才队伍逐步壮大,形成了一批国际领先的重点学科、实验室、工程中心等,在科技创新、重大项目攻关等方面发挥了重要作用。重在行业和社会认可的人才评价机制初步建立,有利于制造业人才成长和发挥作用的政策和社会环境正在形成。参考资料:制造业人才发展规划指南3D科学谷市场研究团队整理我国制造业人才发展现状2制造业人才结构性过剩与短缺并存传统产业人才素质提高和转岗转业任务艰巨,领军人才和大国工匠紧缺,基础制造、先进制造技术领域人才不足,支撑制造业转型升级能力不强。企业在制造业人才发展中的主体作用尚未充分发挥参与人才培养的主动性和积极性不高,职工培训缺少统筹规划,培训参与率有待进一步提

6、高。制造业人才培养与企业实际需求脱节产教融合不够深入、工程教育实践环节薄弱,学校和培训机构基础能力建设滞后。制造业生产一线职工待遇与社会地位偏低特别是技术技能人才的社会地位和待遇整体较低、发展通道不畅,人才培养培训投入总体不足,人才发展的社会环境有待进一步改善。仍存在的突出问题参考资料:制造业人才发展规划指南3D科学谷市场研究团队整理制造业人才队伍培养7项核心任务推进制造业人才供给结构改革加快实现产业和教育深度融合提升制造业人才关键能力和素质打造高素质专业技术人才队伍造就技艺精湛的技术技能人才队伍建设高水平的经营管理人才队伍优化制造业人才发展环境参考资料:制造业人才发展规划指南3D科学谷市场研

7、究团队整理制造业人才队伍培养任务技术创新政策扶持环境人才结构全球化新形势下,各国面向未来制定制造业的发展战略以此抢占工业革命制高点。国民消费升级为制造业带来巨大内需潜力。先进的机器人技术和3D打印、AI、机器学习、云计算、虚拟和增强现实、数据分析等技术在应用于供应链、生产过程和客户产品和服务中,为制造业注入强劲的内生动能。随着人口红利逐渐下降,人才红利在逐步凸显。随着国家对制造业的重视,人才引进和培养配套机制不断提升人才结构和产业结构的匹配度。中国五年规划编制从最初的建立完整工业体系,优先发展重工业到制造强国战略的深入贯彻实施。“十四五”规划对制造业提出智能化、绿色化、服务化发展需求。智能制造

8、转型产品附加值提升运行效率升级制造业转型升级4参考资料:北森2021中国制造行业人才白皮书3D科学谷市场研究团队整理制造业人才需求52025年制造业十大重点领域人才需求预测 (单位:万人)数据来源:制造业人才发展规划指南3D科学谷市场研究团队整理制造业人才需求6前10个全国制造业人才紧缺指数最高的职业4.842.191.581.541.531.531.471.461.451.43数据来源:MOKA研究院3D科学谷市场研究团队整理中、高等教育体系及3D打印人才培养普通高中中等职业教育中等专业学校职业高中中级技工学校大学本科大学专科高级技工学校普通本科教育本科层次职业教育高等职业学校高等专科学院研

9、究所/研究院校我国中等、高等学校教育体系7参考来源:艾瑞咨询中等教育阶段高等教育阶段人力资源社会保障部发布的全国技工院校专业目录(2018年修订)中,增补了“3D打印技术应用”专业。2019年,教育部组织开展中等职业学校专业目录(2010)修订工作,并公布了增补的46个新专业,其中包括“增材制造技术应用”专业。中等教育阶段2021年2月,教育部发布了教育部关于公布2020年度普通高等学校本科专业备案和审批结果的通知,“增材制造工程” 等专业被列入列入普通高等学校本科专业目录的新专业名单(2021年)。根据教育部印发的职业教育专业目录(2021年)以及高等职业教育专科新旧专业对照表,“增材制造技

10、术”为高等职业教育专科新增专业。增材制造专业高等教育阶段增材制造专业的设立38%36.5%25.5%学生依靠企业自身培养社会招聘企业对于高职院校开设增材制造专业的需求9企业增材制造人才来源从业人员主要来自中职高职的相关专业(如机械、自动化、机电、模具、材料等专业)毕业生、相近行业的从业人员转行,这些从业人员也急需进一步补充先进制造技术尤其是增材制造技术方面的专业知识。中国制造业缺的是既懂得产品的设计开发、又懂产品生产制造工艺、又懂市场消费,能将创新的设计理念、创新的制造方法、创新的生产流程与创新的市场手段相结合、能看懂图、能理解工艺、能优化性能、能推介新产品的创新型3D设计与制造兼具实用技术技

11、能人才,而这种技能人才必须具有增材制造的思维。而这种思维的培养和建立离不开该专业人才的培养。高职院校开设增材制造专业的需求参考资料:高职院校开设增材制造技术专业的必要性分析3D科学谷市场研究团队整理天津市职业大学唐山工业职业技术学院河北机电职业技术学院内蒙古机电职业技术学院辽宁机电职业技术学院安徽机电职业技术学院赣西科技职业学院河南林业职业学院武汉职业技术学院湖南工业职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南石油化工职业技术学院佛山职业技术学院开设学校新乡学院开设学校高职专科院校本科院校专业名称:增材制造工程专业名称:增材制造技术高等教育阶段的增材制造专业10来源:3D科学谷市场研究团队中等职业教育

12、招生人数(单位:万人)参考资料:2019年全国教育事业发展统计公报3D科学谷市场研究团队整理中等职业教育作为我国教育体系的重要一环,衔接了初中与高职,2019年国务院印发国家职业教育改革实施方案,2020-2021高职计划扩招200万,中等职业教育体系的地位也将随之提升。中等职业教育体系地位逐渐提升“双高计划学校” 年度财政拨款预算(单位:万元)高职教育经费投入12数据来源:高职发展智库、东方证券研究所3D科学谷市场研究团队整理国家职业教育改革实施方案添加标题您的内容打在这里,或者通过复制您的文本后,在此框中选择粘贴,并选择只保留文字。添加标题关于实施中国特色高水平高职学校和专业建设计划的意见

13、简称“职教 20 条”,在校企合作、学历间、学历与非学历间的需求整合三方面对政策落地的方向给出指引。建成覆盖大部分行业领域、具有国际先进水平的中国职业教育标准体系;到 2022 年,建设50 所高水平高等职业学校和150 个骨干专业(群);构建职业教育国家标准,启动 1+X 证书制度试点工作,实现学习成果的认定、累积和转化。 促进产教融合校企“双元”育人,多措并举打造“双师型”教师队伍。中国特色高水平高职学校和专业建设计划(简称“双高计划”)是指中国共产党中央委员会和中华人民共和国国务院为建设一批引领改革、支撑发展、中国特色、世界水平的高等职业学校和骨干专业(群)的重大决策建设工程,亦是推进中

14、国教育现代化的重要决策 ,被称为“高职双一流”。职业教育相关政策高校教育经费投入14l武书连排名l中国管理科学研究院中国大学评价课题组(1991年成立,武书连任组长)发布的中国内地大学排行榜,1993年6月首次发布,每年更新一次。数据来源:各校官网、教育部、东方证券研究所3D科学谷市场研究团队整理武书连排名前100的高校财政收入拨款情况(单位:万元)第三届全国电子信息服务业职业技能竞赛 增材制造(3D打印)设备操作员二类职业技能大赛第十五届全国工程建设系统职业技能竞赛 增材制造(3D打印)设备操作员(金属)二类职业技能大赛“匠心杯”装备维修职业技能大赛 增材制造设备操作员一类职业技能大赛职业技

15、能大赛促进3D打印人才培养15信息来源:人力资源社会保障部3D科学谷市场研究团队整理2021年全国行业职业技能竞赛中的增材制造项目江苏省盐城技师学院吉林职业技师学院东营市技师学院西安增材制造国家研究院有限公司武汉职业技术学院广东省机械技师学院第46届世界技能大赛中国集训基地16信息来源:人力资源社会保障部3D科学谷市场研究团队整理职业技能大赛促进3D打印人才培养173D打印企业助力职业技能大赛及职业人才培养支持企业:远铸智能赛前:为选手们提供专业的产品培训和详细的3D打印技巧指导。赛中:为大赛FDM 3D打印竞赛单元提供FUNMAT HT 3D打印设备。参赛者在有限时间内,使用热塑性复合材料为

16、原材料,如PA,PEEK,ABS,PC等,完成包括从复杂的功能部件设计、软件切片再到成品打印的全过程。第46界世界技能大赛集训基地-江苏省盐城技师学院支持企业:联泰科技设备支持:SLA 3D打印机、DLP 3D打印机培训支持:集训期间,培训项目主要有:三维逆向扫描、逆向工程与设计、正向优化设计、3D打印以及打印后处理等。第一届全国职业技能大赛支持企业:铂力特设备支持:金属3D打印设备BLT-A300+技术支持:设备制造团队完成设备装配、调试、打样验证等工作,设备服务团队同步开展粉末、耗材、场地评估、装机准备等系列保障工作。2021年WorldSkills Hi-Tech俄罗斯锦标赛增材制造赛区

17、比赛现场2021年广东省第二届职业技能增材制造项目比赛现场职业培训-ASTM 培训与权威证书18ASTM线上培训的目标是提供全面的增材制造教育和培训,同时不断融入新的内容来响应行业需求并推广标准化、认证和 AM CoE 卓越中心合作伙伴的专业知识。ASTM培训系列欢迎增材制造行业的工程师、管理者、大学生参加,需要具备优秀的英语听写能力。证书系列培训所相关联的考试内容为英文,通过考试后可获得ASTM颁发的权威证书。ASTM增材制造个人通识培训-证书系列ASTM增材制造安全培训-证书系列ASTM增材制造设计培训-证书系列ASTM证书系列培训线上培训课程(可回放)付费折扣码:3DSVhttps:/a

18、mcoe.org/personnel-certificate-科研机构清华大学“先进成形制造”教育部重点实验室先进材料教育部重点实验室新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室清华-亚琛高端装备创新设计制造国际合作联合实验室北京大学湍流与复杂系统国家重点实验室:工程科学与新兴技术高精尖创新中心-微纳制造与3D打印平台、增材制造数值模拟与仿真平台北京航空航天大学大型金属构件增材制造国家工程实验室北京化工大学有机无机复合材料国家重点实验室碳纤维及功能高分子教育部重点实验室高分子材料加工成型与先进制造英蓝实验室高校科研基地19北京科技大学新金属材料国家重点实验室北京理工大学先进结构技术研究院天津大学机构理论与

19、装备设计教育部重点实验室南开大学功能高分子材料教育部重点实验室哈尔滨工业大学金属精密热加工国家级重点实验室微系统与微结构制造技术教育部重点实验室吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室工程仿生教育部重点实验室吉林大学汽车材料教育部重点实验室大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室精密与特种加工教育部重点实验室东北大学增材制造与粉体工程研究中心材料电磁过程研究教育部重点实验室西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室金属材料强度国家重点实验室快速制造国家工程研究中心先进制造技术研究所强度与振动教育部重点实验室西北工业大学凝固技术国家重点实验室山东大学晶体材料国家重点实验室以上为“双一流”大学中部

20、分涉及增材制造研究的科研基地。欢迎读者前往白皮书的最后扫码分享您的科研机构开展的增材制造科研成果。高校科研基地上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室特种材料研究所上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心上海市激光制造与材料改性重点实验室同济大学上海复杂金属构件增材制造工程技术金研究中心等市级研究平台复旦大学聚合物分子工程教育部重点实验室华东理工大学特种功能高分子材料及相关技术教育部重点实验室东华大学纤维材料改性国家重点实验室南京航空航天大学江苏省高性能金属构件激光增材制造工程实验室华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室材料成形与模具技术国家重点实验室电子信息功能材料教育部重点实验室武

21、汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室华南理工大学金属材料高效近净成形技术与装备教育部重点实验室广东省金属新材料制备与成形重点实验室中国地质大学(武汉)珠宝首饰先进制造研究中心西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川大学高分子材料工程国家重点实验室南昌大学江西轻质高强结构材料重点室浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室化学工程联合国家重点实验室中国科学技术大学中国科学院材料力学行为和设计重点实验室厦门大学福建省等离子体与磁共振重点实验室中南大学粉末冶金国家重点实验室有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室以上为“双一流”大学中部分涉及增材制造研究的科研基地。欢迎读者前往白皮书的最后扫码分

22、享您的科研机构开展的增材制造科研成果。高校中的增材制造科研基地添加标题北京大学工程科学与新兴技术高精尖创新中心-微纳制造与3D打印平台、增材制造数值模拟与仿真平台北京航空航天大学大型金属构件增材制造国家工程实验室北京工业大学3D打印中心上海交通大学医学3D打印创新研究中心上海交通大学特种材料研究所中科大先进技术研究院增材制造联合实验室浙江大学浙江省三维打印工艺与装备重点实验室浙江省增材制造材料技术重点实验室西湖大学先进材料和增材制造实验室广州医科大学再生医学与3D打印转化研究中心深圳大学增材制造研究所南方科技大学机械与能源工程系深圳市高机能材料增材制造重点实验室南京航空航天大学江苏省高性能金属

23、构件激光增材制造工程实验室南京师范大学江苏省三维打印装备与制造重点实验室江苏理工学院-江苏省先进材料设计与增材制造重点实验室南京理工大学中德金属增材制造技术联合实验室西安交通大学快速制造国家工程研究中心;快速成型制造技术教育部工程中心;陕西省激光快速成型与模具制造工程研究中心;医用增材制造器械研究与评价重点实验室西北工业大学金属高性能增材制造与创新设计工业和信息化部重点实验室空军军医大学3D打印研究中心重庆大学金属增材制造(3D打印)重庆市重点实验室辽宁省增材制造与再制造用材料重点实验室湖南理工学院岳阳市增材制造技术重点实验室中科院中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心中科院兰州化学物理

24、研究所固体润滑国家重点实验室中科院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构开放实验室中国科学院化学所绿色印刷重点实验室中国科学院功能纳米结构设计与组装/福建省纳米材料重点实验室中国科学院上海光学精密机械研究所薄膜光学实验室中国科学院工程热物理研究所新技术实验室中科院太空制造技术重点实验室中国科学院重庆绿色智能技术研究院智能制造技术研究所3D打印技术研究中心中科院沈阳自动化所“辽宁省3D打印工艺及装备重点实验室”中科院深圳先进技术研究院工业和信息化部工业文化发展中心增材制造(3D打印)研究院新材料研究所西北有色金属研究院金属多孔材料国家重点实验室上海材料研究所上海3D打印材料工程技术研究中心季华实验

25、室(先进制造科学与技术广东省实验室)其他研究机构中科院及其他科研机构实验室简介高端装备创新设计制造国际合作联合实验室自2014年4月开始培育,2015年底经教育部批准建设,2018年底通过教育部组织的验收,2020.12 教育部正式公布通过验收,致力于建设开放合作的科研和教育平台,打造世界一流的机械设计制造创新中心。实验室依托清华大学,外方协议合作单位为德国亚琛工业大学。实验室的中方主任是清华大学雒建斌院士,外方主任为亚琛工业大学Reinhart Poprawe教授。1.机械表面/界面可靠性与品质管理(1)先进涂层和表面改性技术(2)低摩擦、低磨损运动界面设计理论与技术(3)界面失效机理与可靠

26、性理论(4)机械产品设计、制造过程的品质管理2.先进设计理论与方法(1)高效低耗机械设计(2)仿生设计(3)复杂机电系统的数字化设计、仿真和网络化设计3先进制造技术与装备(1)3D 多材料和混合材料(包括分级材料)的先进制造(2)激光加工与增材制造技术(3)微纳加工技术与装备(4)精密/超精密制造装备及技术(5)生物制造与医疗器械4. 高端装备智能监测与安全服役(1)能源装备智能监测、故障诊断网络系统(2)轨道交通装备智能监测与安全服役保障(3)高端装备运行状况在线检测与大数据分析联合实验室针对我国高端装备发展的国家重大需求以及全球可持续发展对节能、降耗、低碳、环保的先进机械制造技术的需求,以

27、集成电路制造装备、航空发动机和飞机、先进轨道交通装备、燃气轮机和核电站、节能和新能源汽车、生物医疗器件等关键、核心部件或系统为对象,重点在下列研究方向上开展工作。清华-亚琛高端装备创新设计制造国际合作联合实验室特种材料研究所特种材料研究所是上海交通大学材料学院二级科研平台,是“金属基复合材料国家重点实验室”的重要组成部分。由中科院院士周尧和教授担任学术顾问,教育部“长江学者”特聘教授王浩伟任负责人,全所目前共有30人。增材制造团队上海交大特种材料研究所增材制造团队,面向航空航天领域,聚焦纳米陶瓷颗粒增强铝基复合材料粉末及其增材制造技术,开展理论基础与产业化应用研究。开展的工作包括: 面向增材制

28、造的铝基复合材料开发及粉末制备 选区熔化增材制造成形工艺机理及质量调控 蓝激光粉末沉积增材制造工艺机理及装备 增材制造仿生结构设计及优化上海交通大学特种材料研究所应用产品 500MPa级别铝合金航空件成型 尺寸最大航空铝合金3D打印构件 电子芯片焊接机 重点领域关键零部件Zhenyang Gao, Hongze Wang*, Yi Wu, et al., Under Review, 202124元胞结构设计组合结构性能评估机械制造系统工程国家重点实验室于1989年立项,1995年10月通过验收并对外开放运行。实验室依托由西安交通大学机械制造及自动化、系统工程和管理工程三个国家重点学科共同建设运

29、行。现有四个研究室:先进制造理论及技术研究室、制造信息化与制造系统工程研究室、装备制造与集成研究室、先进制造系统的管理与决策研究室。 实验室现有在编固定人员70名,正教授64,副教授6人。近年来,实验室围绕机械制造系统工程的前沿方向和国家需求,在学科前沿研究方面,重点在增材制造、微纳制造、生物制造方面开展了具有学科交叉特色的研究工作。在服务于国家需求方面,结合国家科技重大专项“高档数控机床与基础制造装备”(简称04专项)计划,发展高速高效加工、高性能精密测量、高精度装配等技术,支撑我国装备制造技术的提升,倡导与实施“服务型制造”,推进制造业从传统的生产型向生产服务型发展,建立设计制造、网络服务

30、相结合的服务型制造运行模式和实施方法。相关基础研究和工程应用形成了实验室的发展特色,使得实验室在国内外保持了良好的学术声誉和活力。西安交通大学-机械制造系统工程国家重点实验室“凝固技术国家重点实验室”(以下简称实验室)于1995年建成验收,是在西北工业大学原铸造专业国家重点学科基础上建立起来,并发展成为由材料科学与工程国家A类一级重点学科支撑的国家重点实验室。研究方向“凝固技术国家重点实验室” 依托材料科学与工程国家一级重点学科,设立了三个研究方向:现代凝固理论,材料精确成形和航空航天先进材料。西北工业大学-凝固技术国家重点实验室华中科技大学-材料成形与模具技术国家重点实验室华中科技大学材料成

31、形与模具技术国家重点实验室是国家在材料成形、新材料和模具技术领域建设的国家重点实验室。近年来,材料成形与模具技术国家重点实验室建设了先进的材料测试分析平台、精密成形研究平台、材料制备研究平台、快速成形研究平台,为开展材料成形领域的基础研究、技术创新、人才培养和对外开放提供了良好的支撑条件。根据 2021年度材料成形与模具技术国家重点实验室开放基金课题申请指南,华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室的主要研究方向是: 材料与成形集成模拟 模具设计制造新技术 高性能近净成形技术 增材制造方法与装备 材料制备与器件成形实验室介绍主要研究方向粉末冶金国家重点实验室于1989年经国家计委批准依托于

32、中南大学进行建设,1995年通过国家验收并正式对外开放运行。实验室立足于服务国家重大战略和经济建设对新材料的重大需求,为我国重点战略提供了上百种特种粉末冶金材料。研究方向研究内容粉末冶金材料的集成计算材料工程及其应用粉末冶金材料热力学和性能数据的高通量采集原理与方法及相关大数据系统建立;粉末冶金材料制备和服役过程中多尺度结构演变及其与宏观性能相关性定量描述的新方法;粉末冶金材料中界面、亚界面结构与性能相关性及界面调控原理与方法。粉末冶金材料成形与致密化新原理、新方法增材制造技术;粉末冶金材料气氛烧结及活化烧结技术;SPS放电等离子烧结技术;粉末热等静压近净成形与致密化技术;其它创新性的粉末制备

33、、成形及致密化技术。先进粉末冶金材料先进粉末冶金难熔金属及其耐高温复合材料;粉末冶金高温合金;粉末冶金材料高性能化的新原理与新技术;新型功能性粉末冶金材料;多尺度、多相复合粉末冶金材料。轻质合金与炭基材料高性能钛合金与镁合金;碳的化学气相沉积新原理、新结构;石墨烯、碳纳米管等低维纳米碳材料及器件;耐烧蚀C/C复合材料;特种纤维及其复合材料。中南大学-粉末冶金国家重点实验室南京航空航天大学-江苏省高性能金属构件激光增材制造工程实验室江苏省高性能金属构件激光增材制造工程实验室于2017年由江苏省发改委批准成立。实验室成员入选国家“万人计划”科技创新领军人才、教育部“长江学者奖励计划”、科技部“中青

34、年科技创新领军人才”等,团队被评为江苏省高校优秀科技创新团队、江苏省“六大人才高峰”创新人才团队。目前,实验室拥有科研人员50余人。实验室围绕增材制造与智能制造产业发展中的高端精密装备核心部件研发、专用普适性耗材研制与标准、高性能关键金属构件一体化制造及应用等,建设面向高性能复杂金属构件的激光增材制造及3D打印技术“产学研”成果研发与转化平台。研究成果已在航空工业成都飞机工业(集团)有限责任公司、上海航天设备制造总厂有限公司、中国航发控制系统研究所等航空航天相关单位取得应用。主要研究内容激光增材制造成形装备系统集成与设计材料-结构-性能一体化激光增材制造技术轻质高强铝合金构件激光增材制造功能驱

35、动的仿生金属构件激光增材制造ACAM U-link旨在在 ACAM 与中国活跃于增材制造领域的一流大学之间建立强大、互利和持久的合作关系。 合作的重点是研发、应用研究以及增材制造的教育和培训。ACAM U-LINK 旨在不仅将 ACAM 与选定的大学联系起来,作为与ACAM 相关的所有大学合作伙伴之间的交流网络,创造协同效应和创新,共同推动增材制造研发能力的发展共同努力驾驭增材制造世界的复杂性。ACAM 亚琛增材制造中心以亚琛工业大学园区为基础,汇集了包括Fraunhofer IPT 和 Fraunhofer ILT 等弗劳恩霍夫协会以及相关的国际领先的科研机构的增材制造研发资源。 ACAM

36、涵盖从设计阶段到质量控制的整个流程链,重点关注流程链自动化、定制材料的开发、提高生产力和缩短周转时间等主题。 此外,ACAM 提供联合研发机会、完善的培训和教育计划,以及使行业成员能够建立业务联系和实践交流。ACAM U-Link关于ACAM 上海联泰科技股份有限公司与上海交通大学共同建立。依托西安文理学院,与西安陕鼓动力股份有限公司、中国重型机械研究院、陕西天元智能再制造股份有限公司共四家单位联合成立产学研基地。陕西省表面工程与再制造重点实验室增材制造装备与新材料联合研发实验室义齿行业3D打印数字化实训中心淄博职业学院口腔医学技术专业与山东牙酷数字口腔有限公司合作共建。洛阳理工学院3D打印实

37、训基地重庆电信职业学院3D打印实训基地佛山市顺德区智科3D打印数字智造公共实训中心南方医科大-集硕医疗3D打印和生物力学测试验证实训基地校企合作项目、院校3D打印基地举例中国人力资源和社会保障出版集团,联合西安快速制造国家工程研究中心遴选部分职业院校,共建的3D打印技术应用专业示范基地举例:东莞市技师学院3D打印技术应用专业示范基地山东交通技师学院3D打印技术应用专业示范基地“先临三维 3D打印与三维数字化设计平台综合建设项目” 被遴选列入为2021年度机械行业职业教育校企深度合作项目。校企合作基础研究的重要性显现香港城市大学刘锦川院士团队在”利用增材制造设计成分调制钛合金“方面取得重大进展,

38、以“In situ design of advanced titanium alloy with concentration modulations by additivemanufacturing”为题,顶刊Science上发表研究论文。西南交通大学在增材材料疲劳性能评价方向取得重要进展,并在国际疲劳领域顶级期刊International Journal of Fatigue上发表题为In situ X-ray imaging of fatigue crackgrowth from multiple defects in additively manufactured AlSi10Mg al

39、loy的学术论文。中南大学粉末冶金国家重点实验室和长沙理工大学的研究团队在开发增材制造高强耐热铝合金方面取得重要进展,并在Scripta Materialia期刊发表题为 A high-strength heat-resistantAl5.7Ni eutectic alloy with spherical Al3Ni nano-particles by selective laser melting的论文。清华大学机械工程系与卡内基梅隆大学、弗吉尼亚大学的学者合作开展了关于金属激光3D打印研究,并以“激光加热中匙孔根部的临界失稳产生气泡缺陷(Critical instability at mo

40、vingkeyhole tip generates porosity in laser melting)” 为题,在顶刊Science上发表研究论文。DOI: 10.1126/science.abj3770doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2021.106616doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.114034DOI: 10.1126/science.abd15873D打印科研工作举例3D打印科研工作举例清华大学摩擦学国家重点实验室吕志刚课题组利用光固化陶瓷增材制造技术制备复杂陶瓷型芯,并进行了单晶叶片浇注验证,型芯性能满足单晶叶片的浇注要求

41、。相关成果以复杂陶瓷型芯增材制造及浇注工艺验证为题,于2021年2月发表在中国机械工程领域的顶级学术刊物机械工程学报上。厦门大学航空航天学院孙道恒教授带领的科研团队提出“微尺度3D打印+液态金属填充”方法,突破了多材料(聚合物-金属)、跨尺度(mcm)、共形、结构-功能一体化微结构增材制造技术,为富含这类共性特征器件的结构创新、功能创新及应用创新奠定基础。研究团队在发表了题为3D Printed Embedded Metamaterials的研究论文。华南理工大学杨超教授团队开展了增材制造形状记忆合金的纳米沉淀相调控的研华南理工大学究,并以Stable tensile recovery str

42、ain induced by a Ni4Ti3 nanoprecipitate in a Ni50.4Ti49.6 shape memory alloy fabricated via selective laser melting为题,在Acta Materialia 期刊发表了论文。doi.org/10.1016/j.actamat.2021.117261doi.org/10.1002/smll.202103262德国弗劳恩霍夫激光技术研究所(Fraunhofer ILT)、马克斯普朗克钢铁研究所等科研机构的学者在Nature 杂志上发表论文,以铁镍钛合金钢(Fe19Ni5Ti)为原料,通过

43、定向能量沉积法实现了金属的激光增材制造。论文题为doi.org/10.1038/s41586-020-2409-中科院太空制造技术实验室研究基于PEEK材料的石墨烯智能结构研究团队运用INTAMSYS远铸智能的FUNMAT HT 设备3D打印的PEEK结构件通过10.6 m波长的CO2激光加工后,得到了具备导电和传感双重功能的PEEK基激光诱导石墨烯(PEEK-LIG,Laser Induced Graphene)。通过进一步处理,得到智能结构件(图1)。该智能结构件可在多种场景中应用,具备优异的力学性能,高灵敏度,高稳定性等优点,其制备方式简单且成本较低。这种智能齿轮可以实现对齿轮磨损情况的

44、检测与判断。值得一提的是,该方法具有广泛的适用性,因为大部分高分子材料均可以通过该方法制造出石墨烯结构。论文发布在ACS Applied Materials & Interfaces3D打印科研工作举例喷嘴: 最大.450腔室: 最大.90平台: 最大.160FUNMAT HT 高性能材料3D打印设备先进的热设计腔室可达90,挤出喷头可达450智能化设计自动调平,缺料报警支持多种打印材料可打印PEEK/PEKK/ULTEM(PEI)/PPSU等多种高性能材料研究论文研究工作中应用的3D打印设备:INTAMSYS FUNMAT HT3D打印科研工作举例研究工作中应用的3D打印设备:智能多材料工业

45、级3D打印机FUNMAT PRO 410在以上研究工作中,通过INTAMSYS FUNMAT PRO 410设备3D打印的PEEK材料血管外支架。doi.org/10.3389/这项工作研究了热处理对选区激光熔化 Inconel 718 合金组织演变和力学行为的影响。在研究中使用了倍丰科技 SP100 设备进行Inconel 718 预合金粉末成型。该研究旨在解决 Inconel 718 合金在选择性激光熔化 (SLM) 后,由于成形模式引起的多维热传导耦合效应,每个制造位置的显微组织呈各向异性,并结合Inconel 718合金各相的形成规律,不同热处理制度下各制造位置的显微组织演化机制及相应

46、的力学行为规律微观结构均匀化+时效+沉淀时效进行了研究。3D打印科研工作举例论文发表在Journal of Alloys and Compounds可切换式成型仓高打印精度快捷方便的软件操作结构紧凑,经济性高可靠性高,维护成本低倍丰科技 SP100 金属3D打印机面向科研应用3D打印科研工作举例研究论文研究工作中应用的3D打印设备:倍丰科技 SP500研究工作中使用了倍丰科技SP 500 选区激光熔化3D打印设备。左图为不同扫描速度形成的3D打印样件表面SEM图像。iopscience.iop.org/article/10.1088/2631-7990/ac38b9/doi.org/10.10

47、16/j.jallcom.2021.159569华中科技大学光学与电子信息学院、电子信息功能材料教育部重点实验室吕文中教授团队,应用因泰莱激光CeraBuilder 100陶瓷3D打印机,开展陶瓷微波、射频器件等研究。中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室和湖南工业大学,通过升华三维3D打印系统开展钴基金刚石复合材料研究。电子应用研究复合材料研究doi.org/10.1016/j.addma.2021.102244doi.org/10.1016/j.mattod.2021.06.002上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室李赞助理教授团队,通过铂力特BLT-S210金属3D打

48、印设备生成研究成果。金属基材料研究383D打印科研工作举例皇家墨尔本理工大学增材制造中心的研究团队,通过Raise3D Pro2 3D打印机,展示了一种用交叉沉积法构建骨骼等效体模的低成本的方法,可用于放射治疗中的个性化计量测定。临床应用研究汽车应用研究牙科应用研究doi.org/10.1016/j.matdes.2020.109439美国俄亥俄州扬斯敦州立大学先进制造研究中心等科研团队,对通过惠普多射流熔融3D打印技术制造的汽车压力容器机械与疲劳性能进行了研究。doi.org/10.1016/j.addma.2021.102048美国塔夫茨大学牙科医学院通过Carbon,Formlabs以及

49、Stratasys的3D打印机,开展牙科正畸领域的应用研究。doi.org/10.1016/j.ajodo.2020.12.022393D打印科研工作举例研究团队通过SLM Solutions SLM280 设备3D打印样件,开展一种创新的AlSi10Mg增材制造控制方法的研究,能够利用球化效应有针对性地和可重复地制造具有规则分布的空腔的固体部件。增材制造工艺研究oi.org/10.3390/ma14216665doi.org/10.1016/j.addma.2020.101818研究团队开展了粉末床激光熔化3D打印零件应力消除热处理的热力学模型。研究工作中通过GF 加工方案 DMP Flex

50、 350设备制造样件,CUT AM 50 线切割设备将打印样件与基板分离。后处理研究材料研究研究团队在评估用于轻质耐热承重结构设计的晶格力学性能的研究工作中,通过易加三维EP-M250设备制造Inconel 718 高温合金样件。doi.org/10.3390/ma13214786doi.org/10.3390/met11111856研究团队在原位熔池监测与粉末床激光熔化熔池尺寸分布和内部缺陷的关系的研究工作中,通过EOS M290及EOS NickelAlloy HX 材料制造样件。质量控制研究403D打印科研工作举例三维科学 . 无限可能“为行业提供深具国际影响力的增材制造咨询及内容营销服务平台。”3D科学谷Provide the industry AM consulting service and content marketing service with international influence. 3D Science Valley关于3D科学谷:

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