目錄2目錄2目錄序言4第一章增材制造發(fā)展概述51.1增材制造技術定義5增材制造技術體系 5增材制造發(fā)展趨勢 7第二章 國內外增材制造產業(yè)發(fā)展概覽 9增材制造的廣泛應用 9全球增材制造產業(yè)發(fā)展概述 12國內增材制造產業(yè)發(fā)展概述 13國內外產業(yè)發(fā)展對比 14第三章 深圳產業(yè)概況及發(fā)展建議 19產業(yè)概況 19布局方向 20目錄 3序言增材制造，以其創(chuàng)新的生產方式和對傳統(tǒng)工藝流程的顛覆性改變，正在全球范圍內引領制造業(yè)的轉型升級。在中國，以增材制造技術為代表的先進技術，已經成為發(fā)展新質生產力的關鍵抓手。隨著國家對增材制造技術的高度重視和相關政策戰(zhàn)略的深入推進，這一被譽為制造業(yè)未來的關鍵技術，已經邁入了全新的發(fā)展階段。作為改革開放的前沿陣地和創(chuàng)新驅動的核心城市，深圳在增材制造產業(yè)的發(fā)展上展現(xiàn)了強勁的活力和潛力。深圳市政府積極響應國家戰(zhàn)略，以先行示范標準大力推進增材制造技術的研究、應用和產業(yè)化，通過政策引導、資金支持和環(huán)境營造，吸引培育了一批增材制造領域的領軍企業(yè)和創(chuàng)新團隊形成了具有深圳特色的產業(yè)集群賦能制造業(yè)高端化、智能化、綠色化轉型升級。由西門子(中國)有限公司與深圳國家高技術產業(yè)創(chuàng)新中心共同編寫的《深圳市增材制造產業(yè)發(fā)展白皮書》，旨在全面闡述增材制造產業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、技術趨勢和未來前景，深入分析增材制造產業(yè)面臨的機遇挑戰(zhàn)，并結合深圳的實踐案例，探究增材制造與傳統(tǒng)制造的深度融合對深圳乃至全球發(fā)展的影響。通過本白皮書，我們希望能夠為政府決策者、行業(yè)從業(yè)者和廣大公眾提供有價值的信息和深刻的洞見，共同推動中國增材制造產業(yè)的繁榮發(fā)展。1增材制造發(fā)展概述11.1增材制造技術定義.........................................................................................1.1增材制造是具有生產革命意義的新一代制造方式，是工業(yè)4.0的核心要件，是決定未來經濟發(fā)展的12大顛覆技術之一。增材制造（AdditiveManufacturing，簡稱AM），又稱為3D打印，是一種以計算機三維設計模型為藍本，將三維數(shù)字模型按設定的層厚離散為一系列二維截面，通過材料逐層堆積的方式實現(xiàn)成型的制造技術。增材技術相對傳統(tǒng)等材及減材制造，在輕量化、一體化、復雜化、定制化、材料利用率等方面存在一定優(yōu)勢，同時在加工精度、加工效率等方面與傳統(tǒng)制造存在一定差距，因此更適用于小批量、小尺寸、高價質量、復雜結構零部件的設計及制造。1.2增材制造技術體系.........................................................................................1.2根據(jù)ISO/ASTM52900-15標準，增材制造包含7大類工藝：材料擠出（MaterialExtrusion）、光聚合（Photopolymerization）、粉末床熔合（PowderBedFusion）、材料噴射（MaterialJetting）、黏結劑噴射（BinderJetting）、片材層壓（SheetLamination）和定向能量沉積（DirectedEnergyDeposition）。金屬增材是未來產業(yè)化的重要方向，其主流技術路線包括粉末床熔融、定向能量沉積和黏結劑噴射三大類。粉末床熔融金屬粉末床熔融技術基于能量源的不同，主要包括選擇性激光熔化（SelectiveLaserMelting，SLM）和電子束熔化（ElectronBeamMelting，EBM）技術。SLM的核心優(yōu)勢是精度高、表面質量好，適用于復雜SLM更有優(yōu)勢。定向能量沉積直接能量沉積（DirectEnergyDeposition）技術，是通過高能量光束（例如激光或電子束）材料熔化或汽化，在沉積區(qū)域產生熔池，材料以粉末、線材或糊狀物的形式送入高溫熔區(qū)，熔化后并冷3D成型。DEDSLM技術成型效率更高，同時對粉末原材料的尺寸要求DEDCNCDEDCNC加工設備中。增材制造發(fā)展概述 5圖1.1Gartner增材制造技術成熟度曲線粘結劑噴射技術(BinderJetting)BJ對金屬粉末38umSLM金屬粉末供應鏈選擇更多，成本更低；二BJ材料利用率較高，SLMEBM在打印過程中都需要瞬間熔化，在熱源加熱過程中，會產生煙塵，BJ的主要局限在于打印精度較低、樣件材料性能較差，如采用粘結劑噴射技術制作的零件性能與激光打印的18%的尺寸收縮。因此，BJ適用于成本敏感且對產品質量要求略低的小批量生產。圖1.2不同金屬粉末增材制造技術對比分析1.3增材制造發(fā)展趨勢.........................................................................................1.3從增材制造技術發(fā)展趨勢看，高性能、高精度、高效率、低成本、更大的加工尺寸范圍和更廣泛的材料是金屬增材制造未來發(fā)展方向。增材制造的國內外發(fā)展趨勢主要包括：進一步提高打印效率，降低打印成本面掃描技術等。3C隨增材設備和打印材料技術成熟及成本降低，增材制造向價格敏感的牙科、鞋模以及3C等民用領域快速滲透，市場空間逐步釋放。近年在消費3C領域3D打印鈦合金成本已低于傳統(tǒng)CNC制造，解決了無法大規(guī)模量產的瓶頸問題，市場取得快速突破。未來增材制造將在包括熱管理等領域有更加廣闊的市場應用前景。面向不同應用場景的專用設備開發(fā)當前增材制造應用領域已經由早期的航空航天領域穩(wěn)步滲透至牙科、消費電子等領域，不同應用場景對打印工藝、質量和成本等需求不同，需開發(fā)相應專業(yè)設備以提升產品性價比，如面向航空航天應用需大幅面打印設備，面向牙科和鞋模需特定專機，面向銅、鎢等材料需特定材料打印設備。增材制造與傳統(tǒng)加工制造的融合增材制造技術未來并不是要替代等材、減材等傳統(tǒng)加工方式，而是在不同工序采用復合加工等方式與傳統(tǒng)加工技術相融合，充分發(fā)揮不同加工方式的優(yōu)勢，達到理想加工效果。數(shù)字孿生一體化設計仿真應用隨著增材制造大規(guī)模產業(yè)化推廣，原有在航空航天等行業(yè)成本高昂的試錯方式已不能滿足產業(yè)發(fā)展要求，而結合數(shù)字孿生的一體化設計，如性能與工藝仿真數(shù)字孿生技術，可有效加速產品和工藝的開發(fā)、優(yōu)化和認證流程，并減少因為試錯導致的時間和成本消耗，實現(xiàn)降本增效的目的。人工智能在線監(jiān)測和閉環(huán)控制技術為了進一步提高打印過程的穩(wěn)定性和最終產品的質量，加速產品的認證流程，需要通過在線監(jiān)測實現(xiàn)打印過程的可追溯性，通過閉環(huán)控制實現(xiàn)實時的工藝優(yōu)化，進一步提高打印產品的質量。端到端增材制造自動化控制技術增材制造技術并不是僅僅包含打印設備本身，而應該包含前后處理在內的全流程加工技術。例如目前SLM打印產品后處理過程往往占用整個產品成本的30~40%，所以開發(fā)包括前后處理在內的端到端自動化處理技術可以進一步降低產品的生產成本，提高產品的質量和市場競爭力。增材制造數(shù)字化云工廠建設和智能化管理平臺基于增材制造的個性化和客制化等特點，面向增材制造的數(shù)字化云工廠和智能化管理平臺可以助力實現(xiàn)產品的客戶定制化下單、生產工廠優(yōu)化選擇和零庫存管理。對打印工藝和質量的要求進一步提升隨著增材制造的產業(yè)化應用，目前增材制造已跨越原型件試制階段，應用領域逐步擴展到批量化生產中，相應的對打印工藝和產品質量提出了更多的要求，如避免打印過程的熱變形和局部過熱造成的缺陷，實現(xiàn)少支撐和無支撐打印等越來越多的成為行業(yè)的普遍要求。結合增材制造技術的可持續(xù)發(fā)展技術增材制造作為一種新型綠色制造技術，需要通過產品設計、工藝和管理的優(yōu)化進一步助力國家的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。8 增材制造發(fā)展概述2國內外增材制造產業(yè)發(fā)展概覽22.1增材制造的廣泛應用......................................................................................2.1增材制造作為一種革命性的生產技術，廣泛應用于各個工業(yè)領域。這種技術最初在高附加值的高端制造業(yè)中得到應用，如大型通用機械、航空航天以及醫(yī)療制造等，如今已經成為這些行業(yè)不可或缺的關鍵生產技術。而隨著技術的不斷進步和完善，增材制造的應用邊界正在迅速擴展，逐步開始在汽車制造和消費電子等新興領域展現(xiàn)出獨特的應用潛力。通用機械領域在通用機械領域，增材制造技術已經廣泛應用于復雜機械部件的生產制造，如燃氣輪機的熱端部件、換熱器和液壓系統(tǒng)等。西門子、GE等國際知名企業(yè)已經將燃氣輪機的增材制造生產技術引入中國，并協(xié)助構建了核心零部件的供應商體系，促進了我國燃氣輪機產業(yè)向高端化的轉型升級。展望未來，預計到2024年中國燃氣輪機市場的規(guī)模將超過1000億元人民幣，其中增材制造打印的零部件價值將占到總額的5%至10%。隨著技術的引進和國產化布局的深入，通用機械領域的增材制造市場前景將更加廣闊。圖2.1增材制造技術在工業(yè)燃氣輪機設備上的應用案例航空航天領域在航空航天領域，增材制造技術的應用場景十分豐富，已初步進入批量化使用階段。利用增材制造技術加工的金屬部件已經批量應用于各型飛機、無人機、高推比航空發(fā)動機、新型衛(wèi)星等國家重點工程。與傳統(tǒng)加工方式相比，增材制造技術能夠實現(xiàn)部件的拓撲減重優(yōu)化并提升性能，同時提高材料使用率，實現(xiàn)復雜部件一體成型，縮短生產周期。展望未來，隨著中國航天事業(yè)的快速發(fā)展，航空航天行業(yè)的增材制造服務市場規(guī)模也將穩(wěn)步增長，預計到2024年可達到26醫(yī)療領域在醫(yī)療領域,增材制造技術的應用正快速增長，覆蓋了手術和診斷輔助、植入體和假肢制造、藥物研發(fā)到生物組織模型制作等多個領域。在手術和診斷方面，增材制造技術提供了立體直觀、可觸摸的信息，促進了醫(yī)、工、患之間的交流，縮短了手術時間，降低了費用，并提高了診療水平。齒科領域是增材制造技術較為成熟的應用領域之一，特別是在制備復雜且高度定制化的高價值小型產品方面，如金屬牙冠，口腔支架等的制作。汽車領域在汽車制造領域，增材制造技術已逐步應用于研發(fā)設計、夾具制造、直接零件生產等環(huán)節(jié)。在研發(fā)設計方面，增材制造極大地縮短了研發(fā)周期并提高了設計效率，包括寶馬、奔馳在內的車企已經開始積極嘗試增材制造技術。在工裝夾具方面，增材制造提供了一種快速且成本效益高的生產方法，幫助企業(yè)實現(xiàn)快速小批量工具定制，降低成本并縮短產品上市時間。在直接制造零件產品方面，目前還局限于部分高端汽車品牌。展望未來，隨著技術及成本優(yōu)勢的提升，預計增材制造技術在汽車領域的應用將得到進一步擴展。消費電子領域在消費電子領域，增材制造在輕量化和一體化設計中展現(xiàn)了獨特優(yōu)勢。近年來，折疊屏手機逆勢增長，2022-2023年出貨量同比增長達到154%，預計未來將繼續(xù)保持高速增長，出貨量有望超過550萬臺。折疊屏手機中的鉸鏈、中框結構往往采用鈦合金材料，在傳統(tǒng)加工方式的條件下，其加工良率遠低于主流的鋁合金材料，鈦合金手機中框整體良品率約為30%-40%，鋁合金中框為80%；加工時間約為鋁合金的3-4倍。而3D打印技術的引入有望有效提升鈦合金中框良品率，顯著降低加工時間，隨著更大規(guī)模生產將更具成本效益。展望未來，3D打印技術在消費電子行業(yè)，尤其是在折疊屏手機制造中的應用前景廣闊，預計將隨著市場需求的增長而進一步擴大其市場規(guī)模和影響力。圖2.2增材制造技術在消費電子領域應用案例2.2全球增材制造產業(yè)發(fā)展概述............................................................................2.2市場規(guī)模增材制造從原型制造向終端制造邁進，行業(yè)進入快速成長期。20153D打印工業(yè)化進程的加快，增材制造技術正在從原型樣件的小批量定制化生產技術向零部件最終制造的批量化生產技術轉變。根據(jù)《WohlersReport2023》，202218018.3%，已經連續(xù)二十五年保持兩位數(shù)增速。得益于下游航空航天、模具和牙科等產業(yè)的旺盛需求，中國增材制造的產業(yè)規(guī)模從201210億元左右增長到202340030%2024-2027年我國增材制造產業(yè)規(guī)模有望從400億元增長至1000億元。圖2.32019-2023年全球及中國增材制造市場規(guī)模及增速區(qū)域布局增材制造技術，作為催生第四次工業(yè)革命的顛覆性技術之一，已被全球先進國家視為智能制造的關鍵技術，以美國、德國為首的世界工業(yè)強國紛紛將其提升至國家戰(zhàn)略層面，制定相應的發(fā)展戰(zhàn)略和推動措施。如美國科技政策辦公室(OSTP)發(fā)布的《先進制造業(yè)國家戰(zhàn)略(NSAM)》中多次提及增材制造，并強調了工藝優(yōu)化、過程監(jiān)測、機器學習算法、新材料開發(fā)和智能制造平臺融合的重要性。德國則通過《高技術戰(zhàn)略2020》和《國家工業(yè)戰(zhàn)略2030》等規(guī)劃，明確表示大力研發(fā)金屬增材制造技術等新興先進技術的創(chuàng)新應用。從全球產業(yè)布局看，增材制造產業(yè)主要集中在

圖2.42023年全球3D打印市場格局北美、亞太和歐洲三個地區(qū)，基本形成美歐主導，亞太追趕的態(tài)勢。截至2023年底3個地區(qū)累計裝機量占全球90％以上。其中北美是最大的增材制造市場，其3D打印設備銷售收入占全球36.14%。歐洲為第二大市場，其設備銷售收入占全球總增材制造收入的30.40%。亞太地區(qū)以26.41%的市場份額位居第三。2.3國內增材制造產業(yè)發(fā)展概述............................................................................2.3經過多年發(fā)展，我國的增材制造行業(yè)已經初步建立了涵蓋3D打印材料、工藝、裝備技術到產業(yè)化應用的完整產業(yè)鏈。其中打印設備和服務占據(jù)增材制造行業(yè)近80%的市場份額。從產業(yè)鏈價值量分布看，中游的金屬3D打印設備、3D打印服務及部分核心器件如振鏡盈利能力較強，而上游激光器和中游的非金屬3D打印設備則競爭激烈，毛利率較低。我國增材制造產業(yè)在空間布局上初步形成以京津冀地區(qū)、長三角地區(qū)、珠三角地區(qū)為核心，中西部地區(qū)為紐帶的增材制造產業(yè)發(fā)展的空間格局。

圖2.52023年中國增材制造產業(yè)細分領域營收占比江蘇：銀邦股份、隆達股份、博遷新材安徽：應流股份、楚江新材、大富科技上海：中國東航、永利股份、中洲特材廣東：邁普醫(yī)學、高樂股份、南風股份湖南：華曙高科、藍思科技、華民股份江西：國泰集團、悅安新材、海源復材上海：中國東航、永利股份、中洲特材廣東：邁普醫(yī)學、高樂股份、南風股份湖南：華曙高科、藍思科技、華民股份江西：國泰集團、悅安新材、海源復材浙江：海正生材、亞廈股份、屹通新材湖北：華工科技、華中數(shù)控、銳科激光陜西：鉑力特、寶鈦股份、斯瑞新材等山東：威高骨科、國瓷材料、凱盛新材北京：有研新材、金橙子、北礦科技等2.4

國內外產業(yè)發(fā)展對比......................................................................................中國在增材制造產業(yè)發(fā)展迅速，已初步建立了從3D打印金屬材料、工藝、裝備技術到產業(yè)化應用的全鏈條技術創(chuàng)新體系，整體技術達到國際先進水平，特別是在高性能復雜大型金屬承力構件增材制造等關鍵技術領域已達到國際先進水平，為我國航空航天、動力能源等領域的發(fā)展作出了重要貢獻。隨著增材制造設備國產化水平的提升和規(guī)模效益的逐步顯現(xiàn)，中國增材制造產業(yè)有望在全球產業(yè)鏈中占據(jù)更加重要的地位。以激光粉末床金屬3D打印機為例，鉑力特、華曙高科、易加三維等國內代表企業(yè)已經能夠自主研發(fā)并生產具有國際競爭力的增材制造設備和材料，其推出的一系列高性能激光粉末床金屬3D打印機設備，不僅夠打印出尺寸更大、精度更高、結構更復雜的構件，同時設備和原材料的綜合成本也遠低于國外同類產品，如設備價格為進口設備的三分之一，金屬粉末材料的成本為進口材料的四分之一，這使得中國增材制造企業(yè)具備明顯的成本優(yōu)勢。盡管中國增材制造產業(yè)總體已處于國際先進水平，但與美歐等發(fā)達國家相比，中國在基礎理論、關鍵工藝技術及高端裝備的可靠性與穩(wěn)定性上仍有差距。尤其是在高質量激光器、電子槍、掃描振鏡等關鍵部件的研發(fā)上，中國與國際先進水平相比尚顯不足。在科技論文與專利產出方面，美、日、德等國繼續(xù)保持其增材制造原創(chuàng)專利的重要地位，而中國在核心技術創(chuàng)新能力上尚需加強，產學研用的協(xié)同機制尚未有效形成。此外，中國增材制造技術的應用范圍相對有限，主要集中在航空航天、模具和牙科等產業(yè)，與歐美國家相比，后者在技術和應用方面更為均衡，且已實現(xiàn)全產業(yè)鏈技術的貫通。與歐美等國家相比，中國在系統(tǒng)級創(chuàng)新設計和規(guī)?；I(yè)應用方面仍存在顯著差距，面對當下的國際競爭態(tài)勢和國內產業(yè)發(fā)展需求，中國增材制造產業(yè)發(fā)展的重點將聚焦于技術創(chuàng)新和智能化升級，依托互聯(lián)網和大數(shù)據(jù)，建立集模型設計、工藝規(guī)劃、虛擬制造（數(shù)字雙胞胎）、智能制造、產品性能評估為一體的一站式解決方案。同時，基于開放式數(shù)控系統(tǒng)，面向增材制造的端到端設計建造開發(fā)平臺的研發(fā)，將涵蓋從概念、設計、制造到車間操作及自動化的所有過程，突破現(xiàn)有產品設計制造技術瓶頸。國內外增材制造產業(yè)發(fā)展概覽為實現(xiàn)發(fā)展水平的全面提升，中國增材制造產業(yè)應聚焦以下關鍵領域：面向增材制造的產品多尺度一體化正向設計面向增材制造的產品多尺度一體化正向設計基于正向設計思維的創(chuàng)成式設計能夠徹底釋放增材制造工藝所帶來的價值，可以實現(xiàn)傳統(tǒng)工藝手打破了原有正向設計中工藝約束的瓶頸，從而形成顛覆式創(chuàng)新。通過探索應用面向增材制造技術工業(yè)化應用的創(chuàng)新設計方法可以為最終滿足工業(yè)化產品所需的高性能、低成本、快交期和可維護的目標打下堅實的基礎，而與之相匹配的數(shù)字化設計工作流程模板又可以為企業(yè)產品快速創(chuàng)新和迭代提供有效的保證。圖2.7面向增材制造的多尺度一體化創(chuàng)新設計NX軟件完整的端到端產品設計數(shù)字雙胞胎技術，可以快速建立面向增材制造工藝中基于性能驅動的創(chuàng)新產品概念設計，進而對于特定零部件服役工況，借助仿真驅動的優(yōu)化設計方法，形成可部署的設計-仿真-優(yōu)化-向“功能引領設計”企業(yè)服務能力的轉型與升級。多物理場多尺度協(xié)同仿真優(yōu)化設計多物理場多尺度協(xié)同仿真優(yōu)化設計仿真驅動的的優(yōu)化設計作為正向設計的核心技術，將會引領中國產品設計的革命。目前仿真工具方法已從單場模擬到多場模擬日漸成熟，但考慮到熱器件新型結構的多尺度特性，需要建立不同不同尺度下的仿真模型以實現(xiàn)有效的優(yōu)化迭代。圖2.8增材制造的過程仿真與變形補充優(yōu)化基于數(shù)字孿生的增材制造端到端的過程控制基于數(shù)字孿生的增材制造端到端的過程控制為了解決增材制造的控形控性難題，國外更加強調通過創(chuàng)建包含打印零件、支撐結構和粉末的打印工作臺的多尺度多物理場數(shù)字化雙胞胎模型，模擬整個打印工藝過程，提前預測可能出現(xiàn)的零可以大幅減少物理樣品打印失敗概率，同時大幅度地減少打印成本。進一步，通過對于打印過程由于掃描路徑引起的局部過熱的準確預測，可以實現(xiàn)對于激光路徑和工藝參數(shù)等打印策略的自動優(yōu)化，可以實現(xiàn)面向不同打印設備、材料和格式文件的通用優(yōu)化工具，針對具體產品幾何特征和激光掃描策略，通過基于自動優(yōu)化算法的一鍵優(yōu)化，從而實現(xiàn)選區(qū)激光熔化技術工藝的少支撐或者無支撐打印，為增材制造設計開啟了更高的自由度。結合在線監(jiān)控的增材制造閉環(huán)控制系統(tǒng)結合在線監(jiān)控的增材制造閉環(huán)控制系統(tǒng)增材制造工藝由于本身的層層堆積的工作原理導致加工時間較長，通常一個部件打印時間長達幾天甚至幾周時間，增材制造過程復雜影響因素眾多，在打印過程中，諸如粉末分布不均與或者粘結劑分布不均勻、飛濺、熱能量不足以及氣孔等的存在會導致在每一層都出現(xiàn)缺陷而影響最終產品質量。為了提高增材制造技術在工業(yè)中的認可度和進一步的提高其應用范圍，需要著力提高制造過程的可重復性、可控性和可追溯性。結合在線監(jiān)控的增材制造閉環(huán)控制系統(tǒng)結合在線監(jiān)控的增材制造閉環(huán)控制系統(tǒng)增材制造工藝由于本身的層層堆積的工作原理導致加工時間較長，通常一個部件打印時間長達幾天甚至幾周時間，增材制造過程復雜影響因素眾多，在打印過程中，諸如粉末分布不均與或者粘結劑分布不均勻、飛濺、熱能量不足以及氣孔等的存在會導致在每一層都出現(xiàn)缺陷而影響最終產品質量。為了提高增材制造技術在工業(yè)中的認可度和進一步的提高其應用范圍，需要著力提高制造過程的可重復性、可控性和可追溯性。圖2.9基于云-邊-端協(xié)同的增材制造粉末床在線監(jiān)控技術并結合人工智能等方式提高對異常行為、現(xiàn)象的識別和分類能力實現(xiàn)打印過程的實時閉環(huán)控制，助于減少和免除在構建后進行的檢測或破壞性測試，確保增材制造的產品質量和穩(wěn)定度。面向工業(yè)化應用的增材制造智能管理面向工業(yè)化應用的增材制造智能管理基于增材制造從定制化到小規(guī)模、批產化的需求轉變，特別涉及到民用年產百萬件級別的應用，即低成本、高效率和一致性成為關鍵的考慮因素。在硬件方面，除了打印設備本身外，更重要的（例如自動化清粉和去支撐技術等通過工業(yè)軟件平臺實現(xiàn)增材制造端到端的全流程管理，結合云制造、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網等新興技術4.0的智能集成系統(tǒng)，大力促進增材制造的產業(yè)化應用。圖2.10增材制造的數(shù)字化管理面向全生命周期的綠色制造面向全生命周期的綠色制造增材制造技術通過減少產品所需材料和降低能源消耗,避免了有害的輔助工藝，具有良好的環(huán)境特性。結合增材制造的一體化設計，可以提供產品綠色設計與制造一體化集成應用方案，實現(xiàn)按照綠色設計理念，運用產品生命周期評價方法，采用模塊化、仿真化、集成化和高可靠性等綠色設計工具，對現(xiàn)有產品進行綠色再設計、對新產品進行綠色創(chuàng)新設計、對服務模式進行綠色優(yōu)化設計，通過產品綠色設計拉動綠色制造工藝技術一體化提升，實現(xiàn)產品全生命周期資源能源消耗和環(huán)境負荷最小的目標。通過綜合考慮從合金材料選擇、粉末材料制備、打印過程、后處理、粉末回收以及產品使用和回收處理等增材制造產品全生命周期過程所涉及的環(huán)境影響，結合全生命周期評價模型（LCA）綜合評價增材制造技術相對于傳統(tǒng)工藝對于環(huán)境影響，特別是節(jié)能減排的貢獻。進一步結合增材制造的一體化設計和增材制造工藝數(shù)字化雙胞胎仿真技術，通過設計與仿真優(yōu)化，減少產品加工過程中的原材料、能源和保護氣體的使用量，同時通過產品性能優(yōu)化提高產品綜合性能減少使用過程中的能源消耗?；跀?shù)字化的快速認證基于數(shù)字化的快速認證通過模擬與仿真計算技術，研究打印凝固物理過程中瞬態(tài)溫度場、熔池幾何結構、冷卻速率等參數(shù)的分布，建立增材制造數(shù)字雙胞胎模型，建立打印工藝參數(shù)和產品微觀組織結構，微觀組織和材料特性，材料特性和產品性能等直接的關系，用數(shù)字世界的模擬實驗將取代物理實驗，大大節(jié)約所需時間和經濟成本。圖2.11增材制造的全生命周期管理與評估結合在線監(jiān)測技術，通過實驗和仿真過程中產生大量的數(shù)據(jù)，建立起包括材料數(shù)據(jù)、過程參數(shù)、測試數(shù)據(jù)和產品認證數(shù)據(jù)等基于產品全生命周期的增材制造材料數(shù)據(jù)庫。基于數(shù)據(jù)庫開發(fā)數(shù)據(jù)挖掘及數(shù)據(jù)可視化技術，并開發(fā)基于機器學習的材料微觀組織定量化工具，建立起基于理論模型和數(shù)據(jù)驅動的雙認證主線，以實現(xiàn)增材制造全生命周期的快速認證技術，為不同環(huán)節(jié)的工程師提供簡潔有效的數(shù)據(jù)和應用工具，以加速產品的認證。3深圳產業(yè)概況及發(fā)展建議33.13.1在增材制造研發(fā)及產業(yè)化等方面深圳已初步形成建模系統(tǒng)材料設備應用服務的增材制造全產業(yè)鏈形成了一定的產業(yè)集聚效應形成了以維示泰克、光華偉業(yè)為代表的增材制造材料研發(fā)企業(yè)，以光韻達、創(chuàng)想三維、縱維立方、摩方較好地為產業(yè)創(chuàng)新提供了源頭技術保障。在組織建設方面，深圳建立了以行業(yè)協(xié)會為紐帶，以創(chuàng)新載體為依托的產業(yè)創(chuàng)新生態(tài)20143D打印協(xié)會，并陸續(xù)建設了廣東省先進激光制造粉末材料與裝備工程技術研究3D借助省、市企業(yè)技術中心等創(chuàng)新平臺，積極探索建設重點實驗室、教育培訓中心、推廣應用中心等，加強各行業(yè)在增材制造關鍵技術創(chuàng)新研發(fā)與應用推廣的合作。在產業(yè)政策方面，深圳市將增材制造列為高端制造產業(yè)的關鍵領域之一，接連頒布多項專項產業(yè)規(guī)劃深圳先后發(fā)布《關于進一步加快發(fā)展戰(zhàn)略性新興產業(yè)實施方案的通知》《深圳市培育發(fā)展激光與增材制造產業(yè)集群行動計劃（2022-2025年）》及《深圳市關于推動工業(yè)母機、智能機器人、激光與增材制造、精密儀器設備四個產業(yè)集群高質量發(fā)展的若干措施》，提出加快推動增材制造等先進制造產業(yè)形成覆蓋產品設計、材料、關鍵部件、裝備及應用等環(huán)節(jié)的完整產業(yè)鏈，有力支撐高端制造和精密制造，持續(xù)引領產業(yè)升級和經濟社會高質量發(fā)展。在人才培育方面，近年來深圳市加大高端裝備制造學科建設力度(深圳(深圳）、中山大學深圳校區(qū)、清華大學深圳國際研究生院紛紛開設激光與增材制造相關學科專業(yè)。雖然近年來布局了一批相關學科，但總體上來說，高端裝備制造領域仍是我市高校學科發(fā)展較為薄弱的環(huán)節(jié)，學科發(fā)展水平和產業(yè)發(fā)展不相適應，在工業(yè)母機、激光與增材制造、精密儀器設備領域布局的學科數(shù)量偏少。3.23.2在加快建設國際科技、產業(yè)創(chuàng)新中心的進程中，深圳正啟動新一輪創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略布局。深圳制造業(yè)以創(chuàng)新變革為主特征，政策端不斷著力推動創(chuàng)新生態(tài)再優(yōu)化、創(chuàng)新能力再突破、創(chuàng)新經濟再升級。在創(chuàng)新推動發(fā)展的大環(huán)境下，深圳為提升高端制造、精密制造、智能制造水平，大力支持制造業(yè)創(chuàng)新中心建設，推動傳統(tǒng)制造迅速轉型升級，提升制造業(yè)核心競爭力。增材制造作為傳統(tǒng)制造向智能制造轉型的重要技術之一，在一定程度上改變了傳統(tǒng)制造業(yè)的生產模式，推動著傳統(tǒng)制造業(yè)加快向智能化、高效化方向轉變。深圳市制造業(yè)產業(yè)分布特點主要有以下幾個方面深圳市制造業(yè)產業(yè)分布特點主要有以下幾個方面：以汽車電子信息、生物醫(yī)藥、新材料、高端裝備制造等為主要產業(yè)，形成了一批高端產業(yè)聚集區(qū)以小型企業(yè)為主，大量的中小企業(yè)在制造業(yè)中占據(jù)著重要地位以高新技術為支撐，產業(yè)轉型升級速度較快深圳產業(yè)概況及發(fā)展建議深圳產業(yè)概況及發(fā)展建議深圳產業(yè)概況及發(fā)展建議基于深圳市制造業(yè)產業(yè)分布特點，增材制造技術可以在以下幾個方面進行應用和發(fā)展：高端裝備制造領域應用深圳的高端裝備制造產業(yè)發(fā)展迅速，增材制造技術可以為高端裝備制造提供高精度、高效率的零部件制造服務，提高產品質量和制造效率。以模汽車、電機、電器、儀表、家電和通訊領域中，中國、美國、日本、德國、韓國、意大利六國為全球主要的注塑模具和沖壓模具生產國，其中，中國的模具產值為世界之最。但目前模具行業(yè)隨著國際競爭加劇和市場全球化，產品迭代加快，多品種、小批量、復雜結構成為模具行業(yè)的主要方式，這要求制造商要不斷縮短模具設計制造周期，降低制造成本，提高使用效率。

圖3.1基于增材制造技術的隨形冷卻模具類產品增材制造技術能夠有效解決傳統(tǒng)模具制造過程中所遇到的復雜難加工零件問題，如內腔、導向槽等，從而實現(xiàn)更加復雜、精細的模具結構；結合增材制造技術在模具類產品中最直接顯著的應用即是隨形冷卻流道的一體制造，如下圖3.1所示。隨形冷卻技術是通過內部設置隨形冷卻通道，從而實現(xiàn)更加均勻、快速的冷卻。增材制造方式可以使冷卻通道擺脫傳統(tǒng)交叉鉆孔的限制，讓內部冷卻流道更靠近模具的表面，并有平滑過渡，從而實現(xiàn)更高的冷卻效率和更低的流動壓阻。生物醫(yī)藥領域應用深圳的生物醫(yī)藥產業(yè)發(fā)展迅速，增材制造技術可以為生物