《李卫院士:要成为制造强国 首先要成为材料强国》

  • 来源专题:光电情报网信息监测服务平台
  • 编译者: husisi
  • 发布时间:2020-06-11
  • “我国要成为制造强国,首先要成为材料强国,否则所有高科技产品都将成为空中楼阁。”全国政协常委会委员、中国工程院院士、中国钢研科技集团副总工程师李卫建议,整合科技创新资源,推动我国材料产业高质量发展。


    李卫介绍,我国已建成了世界上门类最齐全的材料研发和生产体系,具有全球最大的材料生产规模,百余种重要材料产量连续多年位居世界第一,相关科技论文和发明专利数均位居世界第一。材料产业产值约占我国GDP的23%,已成为我国重要的支柱产业。


    然而,我国很多先进高端材料与发达国家相比还有很大差距。在已知的“卡脖子”技术中,属于材料产业的约占25%。我国很多高端装备面临着无材可用、有材不好用、好材不敢用等诸多问题,更不用说突如其来的新冠肺炎疫情让我国面临更加严峻的先进材料、先进技术“卡脖子”问题。对此,我国要高度重视,保障关键核心材料的供应。


    李卫认为,制约我国材料产业发展的主要因素包括5个方面:


    一是对材料产业重视程度不够。地方政府往往带着“高污染、高耗能”的有色眼镜来看待材料制造产业,甚至包括一些新材料产业。很多发达国家将装备与材料平行考虑,而我国在这方面的重视程度还不够。随着我国在一些装备领域逐渐走到世界前列,有些材料即使想仿也面临着无材可仿的问题,急需原始创新。


    二是行业共性技术研究机构缺失。体现国家意志和社会公共需求的研究要由政府来主导和实施。以钢铁、磁材行业为例,在其他国家,一两家或几家大的优势企业就可以代表整个行业,而我国则是上百家企业。原有共性技术研究单位转制为企业后,承担行业共性技术研发的职能弱化。很多新材料发展进入了中小企业无能力,大企业不愿冒风险的“死亡之谷”。


    三是存在大量低水平、重复性工作。国内材料领域研究机构逾万家,材料研发存在着重复、分散、低效等问题。而一些优势研究单位由于缺少长期稳定支持,造成人员流失,研发能力弱化。


    四是知识产权保护不到位。社会公众和企业保护知识产权的意识不强,侵犯知识产权现象存在较多。例如,同行企业挖人问题、人员离职后侵犯原单位知识产权等。


    五是好材不敢用。新材料研制周期长、复杂程度高。在如核电、大飞机、高铁等一些重要应用领域的配套材料方面有一整套严格的试用、考核、定型流程,导致即便国内有新材料可用,用户单位也不敢轻易采用,而是倾向于选用国外先进材料。这使得国内企业产品迭代发展的机会严重缺失。


    为此,李卫提出了4点建议:


    一是实施“材料并行”战略。新材料要与先进制造业平行考虑,加大对新材料研发和产业化的支持力度,尽快启动国家“重点新材料研发及应用”重大项目(该项目前后已论证了一二十年,至今仍未出台)。切实提升新材料自主保障能力,突破“卡脖子”关键技术。


    二是加快整合材料领域创新资源。统筹我国新材料领域各类优势创新资源,在重点行业建立协同开发机制,充分发挥骨干企业的创新主体作用,加快国有材料类科技型企业的资源整合,探索成立“新材料国家重大创新基地(或新材料工业研究院)”,建设开放、共享的全产业链创新平台。


    三是强化知识产权保护和科研人员激励。完善知识产权保护相关法律体系及其执行机制,增强对职务发明人创新活动的激励,加大对员工离职后竞业限制的执行力度。落实科技人员激励指导文件,促进政策落地。赋予国有科技企业更灵活的分配激励机制。


    四是为国家重点型号材料建立绿色通道。建设具有公信力和影响力的材料服役评价机构。对于重点型号工程的选用材料,探索建立绿色通道,由企业提出申请,国家部委从速组织评估和试用。

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    • 增材制造 基于3D打印技术的摇滚演唱会 上周,黑色安息日摇滚乐队在法兰克福的表演带给德国摇滚歌手极大震撼,就在同一时间,另一支乐队也在法兰克福会展中心的一个大型会堂里准备自己的演出设备。实际上,这支乐队在此之前还没有接触过自己要演奏的乐器;这是因为他们所使用的乐器是在演出前一天才用3D打印机打印出来。 当时,欧洲模具展也在法兰克福会展中心举行,该展会是一个全球性展会,为来自世界各地的模具制造、机床制造和准备开设工厂的工程师提供了一个交流平台。欧盟模具展已经举办了20年,不仅展出传统生产技术设备,如焊接、机械加工和注朔成型技术设备,新近出现的3D打印技术设备也出现在了本届展会上。3D打印技术又被称为增材制造技术,是指利用添加材料的方法来制造实体物品的技术。根据欧洲模具展公布的信息,3D打印设备已经有20种不同的方式打印方式,使用的打印材料除了朔料、金属之外,越来越多的其他材料也能被用与3D打印。 大卫·阿杜·阿毗基和其他乐队成员在欧洲模具展上表演所使用的电吉他、电子琴和架子鼓都是使用3D打印技术设备打印出来的,这他们的表演最吸引人观众的地方。大卫他们的表演想人们展示了3D打印技术发展的两个重要趋势。第一个趋势:人们利用3D打印技术,不用花多少钱就能成为一个生产商。 使用3D打印机来制造乐器已经不是什么新鲜事了。此前,在位于新西兰奥克兰的梅西大学,有一个名叫奥拉夫·迪戈尔的机电一体化教授,他喜欢弹吉他,曾使用3D打印机制造了一些乐器。随着奥拉夫·迪戈尔的设计乐器的品质不断提高,奥拉夫·迪戈尔将自己制造的乐器图片发表在了自己的博客上;不久就有人联系奥拉夫·迪戈尔,表示愿意购买这些乐器。在2012年,奥拉夫·迪戈尔成了一个叫做“ODD 吉他”的公司,进行小规模地制造乐器。ODD吉他公司每一把吉他都是按照买家的要求定制,因此,每一把吉他都是独一无二的。ODD吉他公司在销售了20多把吉他后,奥拉夫·迪戈尔将销售定制3D打印吉他的业务转给了一个名叫“3D系统”的美国公司,正是3D系统公司为大卫·阿杜·阿毗基他们制造了在欧洲模具展上表演用的乐器。 “沃雷斯联盟”是一家3D打印技术行业资讯公司。在沃雷斯联盟主办的一次展会上,奥拉夫·迪戈尔声称:“销售3D打印技术制造的产品,几乎不会遇到资金危机。”3D打印机能按照买家要求打印吉他,因此,制造厂商不会有任何库存问题。此外,3D打印机电整个制造产品的过程都由电脑软件控制,如果要对产品进行修改,直接用电脑软件修改即可,无需调整价值不菲的生产设备。例如,一些吉他买家告诉奥拉夫·迪戈尔他们想要在电吉他上嵌木板,以保证吉他声音的纯正,奥拉夫·迪戈尔随即按照他们的要求进行了调整,虽然在奥拉夫·迪戈尔看来,在吉他上嵌不嵌木板,发出的声音根本没有任何区别。 第二种趋势:将传统加工技术与3D打印技术相结合。奥拉夫·迪戈尔对此解释道:“你能用3D打印机打印出所有东西,但所有东西都要用3D打印机来制造,这就有点过了。”因此,奥拉夫·迪戈尔制造的吉他、架子鼓和电子琴都使用了一些使用传统技术制造的零件和电子元件。(虽然3D打印机也能打印出电子元件。)奥拉夫·迪戈尔的想法是用当前最好的加工方法来制造乐器。奥拉夫·迪戈尔制作了一把名叫“蒸汽朋克”的电吉他,“蒸汽朋克”的内部装满了转动的齿轮;“蒸汽朋克”这种精细的结构如果使用常规机床制造,将是十分困难。 在欧洲模具展上,人们还见到了将传统技术和3D打印技术相结合的其他应用领域。德国DMG Mori Seiki公司是一家在德国和日本都有生产基地的工业机床制造商,该公司在本次欧洲模具展上,想人们展示了他们制造的融合3D打印技术和传统加工技术的混合加工技术机床原型,该机床自身能存储金属粉末,利用激光将金属粉末融化,并将融化后的液态金属一层层地焊接在一起;除了这种激光打印设备,该机床还配有多轴联动铣削头,能将工件上多余的材料去除掉,从而加工出高精度零件。 3D打印技术看起来还不错吧?大卫·阿杜·阿毗基对此已有了深刻印象,但大卫·阿杜·阿毗基认为要是对3D打印机还做一些改进,做出的乐器会更好。不论怎样,这些3D打印机打印出来的乐器足以让奥齐·奥斯本和其他黑色安息日摇滚乐队的成员大吃一惊了。