“00后”李艳红是一名3D打印增材制造工程技术人员。
利用3D打印技术制作的医疗器械。
在第十四届中国航展上，国产C919大型客机是备受瞩目的明星。C919冲上云霄的背后，少不了硬核“黑科技”的支撑，被视为科技创新“加速器”的3D打印正是其中的重要技术之一。
C919的机头钛合金主风挡整体窗框等大型关键构件由金属3D打印技术制造完成。3D打印频频成为热门话题，它在航空航天、国防、汽车、生物医疗等领域为核心制造技术带来创新突破。从研发3D打印制造技术、装备器械到产品研发和设计，都需要由专业的增材制造工程技术人员实现“从无到有”的创造。
跳出理论和学术探讨 增材制造应用于“高精尖”行业
3D打印的学名为增材制造，是一项以数字模型为基础，运用粉末状金属、塑料等材料，通过逐层堆积制造出实体物品的新兴制造技术。
华南理工大学教授杨永强深耕增材制造行业已有近二十年时间，他表示，增材制造集合了材料、激光、计算机软件、自动化等多项技术，可谓是先进技术的典型代表。增材制造技术仅有30多年的发展历史，是一个新兴的学科与技术。2012年以后，增材制造逐渐跳出理论和学术探讨，被普遍应用于我国的航空航天、医疗器械、汽车制造等领域。
过去十几年，由杨永强牵头的华南理工大学增材制造实验室研究团队是实现增材制造技术落地应用的推动者。他此前接受南都记者采访时称，团队目前有几百台设备服务于航空航天、生物医学、工业模具、科研和教育等行业。
2015年，工信部、国家发改委、财政部联合发布了《国家增材制造产业发展推进计划(2015—2016年)》。工业和信息化部等12部门紧接着联合制定了《增材制造产业发展行动计划(2017—2020年)》。今年3月工业和信息化部组织征集了一批增材制造典型应用场景。
作为制造大省，广东早在2014年已专门实施了增材制造的重大专项。2020年9月，广东省科技厅牵头省发改委、省工信厅等5部门编制印发了《广东省培育激光与增材制造战略性新兴产业集群行动计划(2021-2025年)》。“激光与增材制造”产业成为广东省重点培育发展的十大战略性新兴产业集群之一，这同时也意味着广东的激光与增材制造产业迎来了首个省级层面的专题支持政策。
“定制化”生产复杂结构 “轻量化”为生活提供便利
在航空航天、生物医疗等国家重要战略领域中，器械和零部件常常涉及精细的内部结构、曲面等复杂形状，甚至还有定制化的产品需求，传统制造工艺难以完成这类物品的生产，而这却是增材制造技术的“拿手好戏”。
“过去，患者做膝关节置换手术所需的假体要从国外引进，然而进口的假体大多依照西方人的骨骼特点设计，并不完全符合中国人的人体结构。但利用3D打印技术，我们可以自主为患者‘私人定制’专属的人工假体。”杨永强告诉记者，随着增材制造技术不断发展，我国医疗领域的自主定制产品越来越多，对进口器材的依赖度也逐渐降低。
除了应用于“高精尖”领域，增材制造还可以为大众打造轻量化的日常生活用具。“00后”李艳红毕业于广州市机电技师学院工业设计专业(产品设计方向)，成为一名增材制造工程技术员后，她所在的团队设计出了一款兼具实用性、观赏性且符合人体力学的开瓶器。“这款开瓶器不同于传统的样式，它造型小巧、轻便易携，是美学与力学的统一体。”
提到“3D打印”，很多人将其简单理解为“操作一台能够打印出立体物品的打印机”。“增材制造的难点不仅存在于打印过程中出现的喷头堵塞、产品翘边等实操问题，如何在前期设计出符合3D打印特点的产品和结构也是一大挑战。”李艳红说。
3D打印与大众的日常生活息息相关，如何发挥3D打印的优势、为生活各方面进行轻量化设计改造成为了李艳红的习惯性思考。“以医疗行业为例，传统的穿戴式矫正支架会让患者感到很闷热，我就会思考怎样通过轻量化设计，让佩戴感受更舒适。”李艳红所在的项目团队目前正利用拓扑优化、点阵优化方法对一款脊柱纠正器进行轻量化设计，在减轻负重感的同时提高支架的透气性。
李艳红希望自己能在增材制造行业不断积累经验，为医疗、交通、航天等重要国家战略领域做出自己的贡献。
增材制造行业认定标准化 高端领域人才缺口量大
放眼未来发展，我国增材制造行业面临着不少困难。杨永强表示，我国的3D打印机器设备、关键零部件等目前仍比较依赖国外引进，“我们必须立足于自主研发，打破技术瓶颈。”
我国增材制造行业人才缺口依然很大。2022年2月22日，人社部发布了2021年四季度“最缺工”的100个职业排行，“增材制造设备操作员”位列其中。
今年6月，“增材制造工程技术人员”出现在了人力资源和社会保障部公示的18个新职业清单中。
与此同时，国内各层次院校陆续开设增材制造(3D打印)相关专业。在《2021年度普通高等学校本科专业备案和审批结果》新增备案本科专业名单中，共七所高校设置“增材制造工程”本科专业，学制四年。
然而，院校培养的人才与行业需求之间仍不尽匹配。“这项技术所需的设备和耗材成本较高，职业院校不具备设施条件、职校学生上手实操的机会较少；部分高等院校虽具备设施条件，但学生聚焦于理论研究，同样缺乏实操经验。”杨永强说。
广州市机电技师学院工业设计部教师凡伟坦言，目前广州市机电技师学院的培养内容仍以3D打印塑料产品的设计与设备操作为主。
杨永强希望，不论是高等院校或是职业院校，应同心协力做好各个层次的增材制造人才培养工作，通过开设相关课程，进一步提升增材制造技术人才的专业素养。
新职业小百科
增材制造工程技术人员
定义：从事增材制造技术、装备、产品研发、设计并指导应用的工程技术人员。
主要工作任务：
1.运用数字化逐层堆积原理，研究开发增材制造技术与方法；
2.运用增材制造的复杂结构制造能力，设计产品结构；
3.研发增材制造专用成型头、检测与监控核心功能部件等；
4.设计、集成增材制造装备，进行可靠性测试；
5.研发增材制造分层切片、路径优化、工艺仿真和过程控制等工艺软件；
6.研发产品的增材制造工艺，指导产品生产制造；
7.检测、评估增材制造产品质量；
8.制订增材制造材料、装备、工艺、应用标准和规范。
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摄影：南都创意中心
采写：见习记者 杨晓彤 南都记者 程小妹
