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由北京市丰台区科学技术和信息化局、中关村科技园区丰台园管理委员会、北京市丰台区科学技术协会、北京市绿色产业发展促进会、中关村认同应用技术跨界创新联盟主办，北京丰台科技园建设发展有限公司、北京丰科世纪孵化器｜中关村丰台园3D打印数字维创中心承办的“第四届增材制造创新应用大赛”，于2022年1月19日圆满落下帷幕。
以“3D打印推动创新”为主题的「增材制造创新应用大赛」已连续举办四年，是全国性乃至全球性的3D打印专业赛事，致力于将3D打印的价值和创新能力真正发挥并放大到实际应用中，从实际需求出发，以设计为引领，科研技术为核心，储备高精尖项目，激发富有创造力并切实有效的3D打印数字化综合解决方案，响应数字时代的号角。
本届大赛搭载第六届中国创新挑战赛暨中关村第五届新兴领域专题赛，以“挖掘需求、技术响应、精准匹配、服务企业”为核心，注重技术创新和产业化应用。大赛分为两个单元，分别为：“航空航天”单元，围绕征集需求以及面向需求征集解决方案，聚焦在航空航天领域对3D打印的实际应用和卡脖子难题，并作为中关村第五届新兴领域专题赛的参赛组成部分；以及“前沿技术与应用”单元，参赛项目涵盖了3D打印材料、工艺装备、设备关键部件、软件、后处理工艺、应用解决方案、智能化产品、新一代信息技术、检测与监测、新消费应用场景、增材制造云服务平台等，体现了增材制造在工业级应用上的先进水平，并逐步拓展3D打印在新消费和数字经济方向上的应用场景。
航空航天技术赛题
在“航空航天”竞赛单元中，北京航材院、航天三院、航天八院等多所航空航天单位分别发布了基于增材制造的金相组织拍摄、轴流轮叶片增材制造、对卫星飞轮支架采用连续纤维和镁合金增材制造技术、激光修复Ti17合金整体叶盘尺寸精度控制等项目需求，也同时征集到数十个相对应的解决方案，集中体现了增材制造在航空航天制造中的应用水平与发展趋势。
其中，由北京航材院命题的“基于增材制造的金相组织拍摄”赛题，首次出现在航空航天增材制造赛事中，推动高校、科研院所以及航空航天应用单位审视金属增材制造的基础性、前沿性，并以金相组织镜像图片的艺术性“出圈”，让年轻人投身工程领域并展现才能。
担任本单元的开奖嘉宾——河北科技大学机械工程学院院长、河北省增材制造产业技术研究院院长杨光教授表示，从本届参赛项目来看，我国增材制造行业的技术研究和应用研究仍有巨大发展空间。另外大赛也让不少科研团队关注一些传统技术和增材制造的结合。增材制造不是一项孤立的技术，无法取代传统的加工技术，未来更可能是把增材制造技术和传统的减材加工技术融合，提高加工精度最终实现高性能制造。
杨光教授透露他近年特别关注轻质合金的选区激光融化增材制造的前沿技术和应用，他发现国内金属增材制造行业以粉末传承器进行铺粉的形式存在很多限制，严重影响了承运、成型和后处理，不少国外企业已推出金属材料无支撑3D打印技术，可以在降低金属增材制造的门槛、提高成型效率、减少后处理量的同时提高精度。
杨光教授指出，国外企业在上述应用方面的突破离不开他们背后深厚的基础研究背景，他们把基础研究项目转化成实际应用，反过来更有效地促进现有技术的提高。杨光教授认为，国内也应该提出更多更新的原创技术课题，推动国内工业界、应用行业更快更好地发展。国内3D打印应用虽起步不是最早，但是发展迅速，经过多年来与航空航天、医疗等领域结合应用，在某些领域已经取得领跑优势。杨光教授期待在未来的大赛中看到更多优秀项目，也期待看到更多优秀项目在中关村丰台园茁壮成长，为我国增材制造业快速发展贡献力量。
3D打印前沿技术高光时刻
“前沿技术与应用”单元中前20强晋级路演终评的优胜项目各领风骚，在1月13日～14日的路演现场，各项目团队均都表现出最佳水平，从技术的成熟性、创新性以及应用领域的拓展性等不同维度展现实力，得到评审的青睐。路演终评当天聚集了多位行业知名专家、致力于智能制造等相关领域的资深投资人和媒体代表，从不同角度对项目进行评审、点评及给出专业意⻅。同时以线上线下结合的方式进行，定向邀请关注该领域的投资人、应用企业代表等进行在线观摩，为路演项目提供更多契机，同时帮助各个行业更好地认知增材制造的发展现状、未来前景以及如何更好地与自身关联，赋能创新和产业升级。
作为开奖嘉宾的乾丰(深圳)股权投资基金有限公司创始人沈洪先生表示，他已连续两年担任增材制造创新应用大赛评委，今年主办方设计的评分标准，格外注重考核参赛项目的市场前景、团队和成果转化等要素，这个转变让参赛团队的质量比往年更高。沈洪先生寄语主办方，在今后的大赛中仍然需继续把评审的侧重点放在参赛项目的商业化前景上。此外，沈洪先生祝愿获奖的优秀项目在丰台区的奖励政策支持下，能落地丰台科技园，在丰科世纪孵化器的支持下蓬勃成长。
在开奖环节中，清华同方创新研究院副院长沈仲军先生以“突维”和“多样性”作为本届大赛的关键词。在主办方身上，他看到主办方从产业生态这一高度筹备赛事，参赛项目遍布设计、材料、仿真、平台、工艺和检测等产业链上下游，参赛团队籍参赛和评审，突破自我，找准自身在产业中的位置，更好地认识自身项目和产业。在沈仲军看来，本届大赛中既有聚焦航空航天、数字化医疗、教育等领域的项目，也有与传统行业相结合的项目。参赛者、主办方和评委都通过参赛进一步认识到3D打印是一项跨界、跨维度、跨时空的技术，能有效帮助传统产业升级和社会数字化转型。在进行开奖前的对话中，沈仲军先生戳中了行业的痛点，他建议增材制造的从业者们在寻找定位时务必参考国家政策如“十四五智能制造发展规划”和“专精特新”政策，以此找准自身项目的“长板”且注重突破圈层。
南极熊3D打印网联合创始人、德国3D打印投资机构AM Ventures中国代表潘学松先生在开奖之前，对行业发展进行了精准的分析和洞悉，他认为增材制造在过去的十年里经历了“成为风口”、“形成泡沫”到“泡沫挤出”这些阶段，整个行业获得了较大的增长，已从纯技术研发进入到了产业化阶段。潘学松先生指出，2021年国内外资本市场在3D打印方面的投资、并购和上市事件多达数十起，而且金额比2020年相比显著增长；从2021年起，工业级3D打印设备的出货订单开始大幅增加，南京铖联、威斯坦、华曙高科等都在去年交付大笔工业级订单；在应用端方面，“天问一号”使用了不少3D打印零件，不少县级医院开始使用3D打印技术，本届参赛项目中出现的儿童3D打印机佐证了3D打印技术已贯穿整个教育行业。潘学松先生认为，上述事件都表明，在未来的3~5年内，增材制造技术将从“小批量制造”阶段逐渐迈进“规模化制造”阶段。
丰科世纪孵化器
本届大赛线上颁奖典礼暨年度演讲通过在南极熊3D打印网以及“新材料在线”同步直播，当天现场收看达到3000人次以上。参赛获奖团队将通过此次大赛的奖励政策支持，相继落户到中关村丰台园。
作为大赛承办方的区属丰科世纪孵化器，是在响应中关村丰台园将3D打印增材制造纳入到全区高精尖产业格局构建的大背景下，于2017年成立中关村丰台园3D打印数字维创中心，正式确立为以3D打印增材制造研发与应用为核心的专业孵化器和产业运营平台。通过大赛，丰科世纪孵化器相继引入并聚集3D打印上下游优质企业、初创团队、科研项目等，通过专业化服务为入驻企业及项目精准赋能。
本届大赛，丰科世纪孵化器以促进参赛企业及其项目的技术成果转化与落地为目标，将孵化功能前置化，不遗余力地为所有参赛的3D打印上下游及其相关行业企业提供专业技术对接、专家导师辅导、投融资对接、项目路演、宣传推广等全方位的服务。通过和北京市绿色产业发展促进会、中关村认同应用技术跨界创新联盟、中关村杂志、欧盟科技署（ENRICH），以及3D打印行业最大的媒体平台南极熊等深度绑定，举办30余场线上线下结合的海内外发布会、宣讲会、专家论证会、技术对接和路演会等，在推广赛事的同时，不断汇聚优秀企业、科研院所及其项目，在此过程中了解他们的实际需求，贯穿专家对项目的评估和论证。
在由中国科协主办的“科创中国”这一汇聚前沿科技力量的数字网络平台上，丰科世纪孵化器携手中国科协科学技术传播中心、中关村认同应用技术跨界创新联盟等，共同举办「增材制造」技术路演专场，充分展示本届大赛的参赛项目，引领社会各界共同聚焦3D打印增材制造的前沿科技和产业化前景。
丰科世纪孵化器还将通过包括导师专家工作站、共享实验室、科技服务超市、国际软着陆平台、全媒体发布平台等在内的特色服务体系，汇聚科技、商务、产业、资本等高质量资源，为获奖企业和优秀项目提供深入的政策申报、专家辅导、投融资对接、市场推广、品牌包装、技术成果转化等一站式全程化专业服务，为企业解决创业最后一公里的问题。同时，亦将在3D打印先进制造领域不断蓄能，携手入驻企业，通过共享实验室，共同向各个应用领域输出3D打印增材制造的技术优势，真正形成先进的3D打印全方位技术解决方案的创新平台，构建3D打印数字化先进制造产业资源的最强生态蓄水池。
作为服务体系中重要的组成部分，丰科世纪共享实验室为入驻企业提供一个可将自身设备用于和其他企业联合研发项目，或用于园区内外企业提供服务的共享场地，以共建共享为原则，为园区内外的企业、科研院所、院校等提供基于3D打印及相关技术的研发与创新服务，还将开展大量培训、展示、项目发布等活动。
在此次活动现场，丰科世纪孵化器发布了已建立的共享实验室项目，包括：
· 与北京国卫星通科技有限公司共建惯性导航系统标定及北斗定向授时系统实验室，该实验室将为园区企业提供惯性导航系统的标定以及卫星定位定向试验的部分研发服务，为园区企业进行在产品的试验、检验和论证阶段提供相应技术支持等服务。
· 与北京鼎鑫增材科技有限公司共建精密增材联合实验室，该实验室将搭建一套定向能材料精密激光处理及材料改性系统和一套基础配套测试系统，能实现一些材料热处理、微熔池成型等原理性工艺实验并进行测试，在满足自身科研需要同时，匹配园区周边以航空航天为代表的企业对材料激光特种加工的需求。
· 与北京数医科技有限公司共建虚拟手术应用技术实验室，该实验室将为园区企业提供数字化模型处理服务，如基于3D打印医学方向的模型设计，仿真软件研发和医生培训数据收集。
· 与北京森讯兄弟文化有限公司联合建立增材制造工业模具技术应用实验室，该实验室将为园区企业提供“3D打印+”共性关键复合技术的研究和转换服务，为园区企业加速培养3D打印技术人才，帮助园区企业研发设计部门在短时间内制作实体可组装模型、手术预演模型、手术导板定制化、骨科应用、康复医疗器械等。
科研大咖剖析行业前景
在增材制造产业发展开年演讲中，本届大赛评委之一的清华大学机械工程系林峰教授发表题为《增材制造技术的挑战、机遇与生物制造》的年度演讲。
林峰教授指出，在新冠疫情的影响下，全球3D打印设备的销售总体呈现逆市向好并快速增长的态势，但整个行业的总产值仍然偏低。林峰教授以金属增材制造为例，指出其在理论、技术和成本等多个层面上仍然存在众多挑战，而最终能否成为主流制造技术则取决于增材制造的成本效益、以及能否具备不可替代性。林峰教授认为，如增材制造行业形成不可替代性的一个重要途径是进行跨学科、跨行业、跨技术的交叉，发挥自身技术特点，与其它领域结合，解决各自的瓶颈问题，例如与生物医疗的结合，形成了生物制造新兴交叉领域。我国近年也陆续发布了多项有助于医疗增材制造发展的政策，从政策层面鼓励增材制造技术加快与医疗行业结合。
林峰教授提到，清华大学生物制造中心在过去20年的生物增材制造研究共经历了5个阶段。从最初没有生物相容性的模型，然后是3D打印牙齿、人工关节，逐步发展出3D打印技术实现的血管支架仿生设计、具有三层结构的小口径人工血管、个性化仿生宫颈植入物等可在人体内降解，辅助细胞再生的组织工程，再到可使用3D打印在体外构建活细胞三维结构体，制造可供体外生理和病理研究的3D打印生物芯片，而最新的进展是构建体外生物智能系统和开发太空生物3D打印技术等。
另一位大赛评委哈尔滨工业大学特种陶瓷研究所副所长李保强教授发表了题为《UV交联壳聚糖可注射水凝胶：可控合成与生物医学应用》的年度演讲。
UV交联壳聚糖可注射水凝胶是一种能够用于原位负载细胞的生物3D打印墨水。李保强教授课题组赋予壳聚糖具有可注射性、UV交联能力和智能响应性。智能UV交联壳聚糖对外界信号具有一定的响应性，如温度响应性、pH响应性、温度与pH值双响应性，实现材料的智能化。李保强教授课题组成功合成了红光碳点和具有活性氧调控的碳点。红光碳点可实现可注射在体内的实时无创可视化降解行为的监测。源于壳聚糖的活性氧调控碳点可通过抑制体内和体外活性氧途径延缓机体衰老和抑制骨质疏松。此外，李保强教授还讲述了壳聚糖快速止血材料，该材料可用于战场、突发事故和医疗手术中的应急救援领域，降低伤口出血量和缩短出血时间，为拯救生命赢得时间。
从李保强教授分享的生物实验成果来看，UV交联壳聚糖可注射水凝胶溶液进入生物体后可快速转化为水凝胶，并紧密贴近皮肤，且与水凝胶接触的皮肤组织没有明显的炎症反应与红肿。考虑到UV交联壳聚糖可注射水凝胶可紫外光固化的特性，李保强教授把材料与3D打印光固化设备及挤出式3D打印技术结合，打印蜂窝结构和网格结构的壳聚糖水凝胶，把抗癌药物注入该壳聚糖水凝胶后再把壳聚糖水凝胶注入生物体，容器进入生物体后触发温度响应性、pH响应性而收缩，药物按需释放进入生物体。据李保强教授的分享，碳点材料可实现无创、实时和可视化监测生物材料体内降解，在预防和治疗神经退化、抗病毒、抗癌等领域有潜在作用。
生物增材制造技术在行业中一直处于金字塔尖的位置，透过林峰教授和李保强教授的分享，我们可以看到国内的生物增材制造技术已经取得相当耀眼的成绩，积累了不少在国际上具有领先地位的科研成果，相信随着科研成果转化为产业应用，定会惠及普罗大众。「增材制造创新应用大赛」将继续担当3D打印上下游科研团队、初创企业、应用端企业和投资方等的聚集、交流以及科技成果转化平台，引领社会各界共同聚焦3D打印科研成果的产业化前景。
文章来源：数字维创
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