可使材料達到1000多攝氏度高溫的激光束，瞬間熔化金屬粉末並使其快速凝固。在計算機驅動程序控製下，這一熔化凝固的過程以令人目眩的速度快速重複——一個(ge) 精確的人工骨骼植入體(ti) 就這樣逐步成型。

在國內(nei) 首家國家級3D打印孵化基地——廣州3D打印產(chan) 業(ye) 園內(nei) ，來自華南理工大學的楊永強教授目不轉睛地觀測著工作車間中一台金屬3D打印機的調試過程。

在以他為(wei) 首的技術骨幹人員不懈努力下，首批18台金屬3D打印機已經生產(chan) 出來，正進行調試。不分平日和周末，隻要一有空，楊永強就會(hui) 來到3D產(chan) 業(ye) 園，與(yu) 企業(ye) 骨幹探討如何將金屬3D打印機工藝進一步提高。作為(wei) 國內(nei) 金屬3D打印領軍(jun) 人物，他希望將金屬3D打印盡早產(chan) 業(ye) 化，而這條路對於(yu) 他來說，已經走了十年。

奮鬥者：楊永強

華南理工大學教授，博士生導師。1982年、1987年、1993年先後在天津大學機械係獲學士、碩士和博士學位。現任中國機械工程學會(hui) 增材製造分會(hui) 常務理事兼設計專(zhuan) 委會(hui) 主任、中國3D打印技術聯盟副理事長、廣東(dong) 省增材製造（3D打印）協會(hui) 會(hui) 長、廣東(dong) 省3D打印標準化委員會(hui) 主任、廣東(dong) 省激光行業(ye) 協會(hui) 監事長、美國激光協會(hui) （LIA）高級會(hui) 員等。

楊永強教授在增材製造（3D打印）、激光材料加工、焊接裝備與(yu) 工藝等方麵做了大量的研究工作，成功研製出國內(nei) 第一台激光選區熔化（SLM）快速成型機，實現了金屬零件的直接快速成型製造，並將數字化、網絡化、個(ge) 性化、定製化為(wei) 特點的金屬3D打印技術應用在醫學領域中。

2013年以來承擔包括科技部國際合作項目、國家自然基金、廣東(dong) 省重大專(zhuan) 項等項目30多項。發表有關(guan) 學術論文260餘(yu) 篇，SCI索引150餘(yu) 篇。授權中國、美國、德國發明專(zhuan) 利44件，實用新型專(zhuan) 利100餘(yu) 件。

金屬3D打印團隊

技術處於(yu) 國內(nei) 領先地位

在楊永強的眼前，一台金屬3D打印機正在飛快工作著。3立方厘米大小的模型被機器電腦虛擬“分切”成1000層。

利用金屬3d打印機打印出來的金屬物件

“我們(men) 的打印精度非常高，隻需2小時就可打印完。”這個(ge) 數據讓楊永強很自豪。他告訴記者，這台機器的工作精準度是以微米（千分之一毫米）來計算：能以最小20微米的精準度，由點到線、由線到麵和由麵到型塑造各種複雜零件。

“從(cong) 金屬牙冠、固定橋、植入體(ti) 到珠寶首飾、異形零部件、航空航天配件……通通都可以通過這種金屬3D打印機製造出來。”楊永強告訴記者，目前華南理工大學研發團隊已經為(wei) 多家臨(lin) 床醫院提供3D打印製造的醫療設備，包括外科手術導板、髖骨接骨板等植入體(ti) ，已經成功完成了幾十例臨(lin) 床試用，取得了突破性的成功，減少了手術量，加快了病患的痊愈。

“3D打印正在快速改變我們(men) 的傳(chuan) 統生產(chan) 方式和生活方式，3D打印技術作為(wei) 一項將要改變世界的技術，帶動新一輪的科技革命和產(chan) 業(ye) 革命。國內(nei) 外企業(ye) 和研究機構利用3D打印技術不僅(jin) 打印出了飛機、導彈、衛星、載人飛船的零部件，還打印出了發動機、無人機、微型衛星整機。”楊永強教授告訴記者。

如果說3D打印是“一項將要改變世界的技術”，那麽(me) 激光選區熔化金屬3D打印就是位列3D打印產(chan) 業(ye) “塔尖”的最尖端技術。華南理工大學是國內(nei) 最早係統研究激光選區熔化金屬3D打印裝備、工藝和應用技術的科研機構，被譽為(wei) 金屬3D打印的“黃埔軍(jun) 校”。其學術帶頭人楊永強教授率領團隊研發出了國內(nei) 第一台激光選區熔化金屬3D打印機、全球首款3D打印直接製造正畸舌側(ce) 托槽產(chan) 品，把金屬3D打印技術輸送到全國，孵化出多家有市場競爭(zheng) 力的3D打印設備和應用企業(ye) 。

楊永強所在的廣州雷佳核心團隊和技術來自華南理工大學，在LaserAdd係列工業(ye) 級金屬3D打印機有多年的技術積累，已開發出世界先進水平的高精度金屬3D打印機。落戶產(chan) 業(ye) 園僅(jin) 一年半，雷佳增材就開發了6個(ge) 型號的機器，預計2018年銷售額過千萬(wan) 元，其發展速度被視為(wei) 業(ye) 內(nei) 一個(ge) 神話。

“華工的金屬3D打印技術團隊在國內(nei) 領先。”楊永強告訴記者，清華大學、西安交通大學和華中科技大學是我國FDM、SLA和SLS等3D打印技術的源頭，為(wei) 我國3D打印技術產(chan) 業(ye) 作出了卓越的貢獻。記者了解到，楊永強教授以其超前眼光和不懈努力成為(wei) 我國最早和係統開展SLM金屬3D打印設備、工藝和應用技術研究的第四支技術團隊。

以楊永強為(wei) 首研發的3D打印舌側(ce) 托槽製造方法，獲得了德國和美國的發明專(zhuan) 利，處於(yu) 世界領先地位，並獲得了中國、美國、歐盟和俄羅斯的醫療許可，實現了產(chan) 業(ye) 化，產(chan) 生了巨大的經濟效益。

3D打印出來的金屬件以及相關(guan) 的證書(shu) 。

技術推廣一度碰壁

十年冷板凳終迎突破成果

創新從(cong) 來不會(hui) 一蹴而就，從(cong) 技術成型到產(chan) 業(ye) 化絕不會(hui) 一帆風順。楊永強告訴記者，他曾經為(wei) 研發、改善技術坐過十年冷板凳。

31年前，楊永強在碩士研究生畢業(ye) 後，敏銳地選擇了激光加工技術作為(wei) 研究工作的內(nei) 容和方向，“當時激光屬於(yu) 前沿技術，中國的激光加工技術水平還比較落後，國家存在人才斷層。我非常看好這一技術發展，研究工作一做就是十幾年。”

“從(cong) 2002年開始，得益於(yu) 多年激光熔覆表麵改性技術研究的經驗積累，我萌生了把單層熔覆製造塗層的技術拓展到多層堆積成型的想法，於(yu) 是我開始了鋪粉激光選區熔化技術的探索。”

他表示，金屬3D打印產(chan) 業(ye) 的技術進步、取得的成績離不開政府、高校的支持。

在荔灣區的3d打印產(chan) 業(ye) 園

懷揣著製造強國的夢想，2002年9月，楊永強開始為(wei) 激光選區熔化快速成型技術研究做準備，卻因為(wei) 缺乏經費一籌莫展。

當時金屬3D打印機被國外巨頭壟斷，一台機器500萬(wan) 元。在他為(wei) 此困擾的時候，政府、學校的科研經費幫了楊永強大忙。在籌措經費的時候，廣東(dong) 省科技廳給了他20萬(wan) 元科技攻關(guan) 專(zhuan) 項資金，華南理工大學則給了20萬(wan) 元苗子工程資金。這40萬(wan) 元就成為(wei) 了楊永強研發金屬3D打印機的啟動資金。

不久之後，楊永強找到了北京一家企業(ye) ，希望與(yu) 這家企業(ye) 合作，通過共享技術加上40萬(wan) 元啟動資金，讓該企業(ye) 幫助他將設計好的金屬3D打印設備組裝出來。該企業(ye) 拿出一台報廢的舊設備進行改造，楊永強拿出40萬(wan) 元科研經費用來購置關(guan) 鍵的核心部件。2004年4月，國內(nei) 第一台激光選區熔化快速成型機終於(yu) 誕生了。

有了第一台金屬3D打印機，楊永強開始了產(chan) 業(ye) 化之路。

2004年8月，楊永強來到了東(dong) 莞長安，逐個(ge) 對當地的模具專(zhuan) 業(ye) 鎮進行3D打印的推廣。但現實給他澆了一盆冷水。

“當時我們(men) 的技術有限，軟件、硬件都不成熟，模具行業(ye) 廠家都不認可，他們(men) 將數控機床的優(you) 勢與(yu) 金屬3D打印的劣勢進行對比：尺寸精度不夠、表麵高精度不高，甚至打印的金屬零件致密度和強度也不夠高。”但是楊永強卻沒有放棄，依然潛心研究金屬3D打印在其他行業(ye) 的應用：“即使是冷板凳，也要坐下去。我不怕再多坐幾年，沒想到一坐就是十年。”

這十年裏，楊永強對金屬3D打印技術研究的步伐從(cong) 未停止。2005年後，國外開始將光纖激光應用到了3D打印設備上，與(yu) 此同時，楊永強也獲得了廣州市科信局（科創委）的粵港招標項目支持，購買(mai) 了當時售價(jia) 40多萬(wan) 元的200W光纖激光器，開發出了以光纖激光為(wei) 光源的金屬3D打印設備Dimetal-280。2007年，他考慮把產(chan) 業(ye) 化與(yu) 醫學、珠寶等產(chan) 業(ye) 相結合，推出了Dimatal係列金屬3D打印機。2012年開始與(yu) 北京大學第三醫院合作進行個(ge) 性化膝關(guan) 節假體(ti) 的3D打印技術研究，取得了突破性成果，授權了20多項專(zhuan) 利，預計未來1~2年取得三類醫療器械許可證，在北醫三院等醫院進行推廣應用。

2012年，3D打印產(chan) 業(ye) 終於(yu) 迎來了產(chan) 業(ye) 的大發展期。“發展特別迅速，尤其是2015年-2016年，3D打印企業(ye) 遍地開花，金屬3D打印規模隨著工業(ye) 和口腔醫學應用的落地開始快速發展，年增速在20%~30%。”

據美國專(zhuan) 門從(cong) 事3D打印行業(ye) 調研的Wholers Report發布的年度報告顯示，2017年全球金屬3D打印機銷量僅(jin) 1700多台。買(mai) 方主要集中在高校、科研機構、醫療機構等。“3D打印起步僅(jin) 30年，尤其在金屬3D打印領域，未來10年將處於(yu) 快速上升期。目前我們(men) 與(yu) 世界巨頭處於(yu) 同一起跑線上，可以與(yu) 巨頭並跑甚至領跑。”楊永強表示。

【弘揚民族精神、奮鬥精神】

對於(yu) 取得的成就，他喜歡談“團隊”

雖然身為(wei) 金屬3D打印界的翹楚，楊永強卻很少談自己，他一直說：“我們(men) 是一個(ge) 團隊，這是團隊集體(ti) 力量的結晶。”華南理工大學金屬3D打印團隊在過去十六年間，申請了超過260項專(zhuan) 利，授權的發明專(zhuan) 利40件、實用新型專(zhuan) 利99件、多項軟件版權和外觀專(zhuan) 利，是國內(nei) 金屬3D打印領域中知識產(chan) 權最多、布局最完整的團隊。“大家都說華工算得上中國金屬3D打印界‘黃埔軍(jun) 校’，國內(nei) 很多家領先企業(ye) 的技術源頭都來自這裏。”楊永強說。

【奮鬥底色】

廣東(dong) 大力支持3D打印發展
推動本土醫療器械產(chan) 業(ye) 升級

據美國專(zhuan) 門從(cong) 事3D打印行業(ye) 調研的Wholers Report發布的年度報告顯示，到2018年,全球3D打印市場規模將達到125億(yi) 美元，比2014年翻4倍。

展望未來，隨著技術體(ti) 係的逐步完善、應用領域的加速拓展以及產(chan) 業(ye) 鏈的不斷形成，全球3D打印市場可能進一步迎來爆發式增長。

2017年11月30日，工業(ye) 和信息化部、發展改革委、教育部、公安部、財政部、商務部、文化部、國家衛生計生委、國資委、海關(guan) 總署、質檢總局、知識產(chan) 權局等十二部門發布關(guan) 於(yu) 印發《增材製造產(chan) 業(ye) 發展行動計劃（2017-2020年）》的通知，按照計劃，到2020年，增材製造產(chan) 業(ye) 年銷售收入將超過200億(yi) 元，年均增速在30%以上。

廣東(dong) 處於(yu) 改革開放的前沿，廣東(dong) 省、廣州市對於(yu) 3D打印產(chan) 業(ye) 支持力度在國內(nei) 居於(yu) 前列，助推金屬3D打印的發展。據介紹，在廣州，創業(ye) 領軍(jun) 團隊最高可以獲得3000萬(wan) 元的支持。

根據《加快廣東(dong) 省3D打印技術和應用產(chan) 業(ye) 發展實施方案》，廣東(dong) 省2014-2016年已連續三年投入廣東(dong) 省重大專(zhuan) 項——3D打印專(zhuan) 項1.5億(yi) 元以上，2017-2018年繼續保持支持力度。目前我國正通過成本優(you) 勢和技術提升，推動本土醫療器械產(chan) 業(ye) 逐步向價(jia) 值鏈上遊高端醫療器械領域轉移。廣東(dong) 省在醫療器械領域的發展水平在國內(nei) 一直占據前列，未來在3D打印醫療市場方麵，特別是骨科植入體(ti) 方麵有較大的發展空間。