印度增材制造國家戰(zhàn)略

一年前，印度電子和信息技術(shù)部(MeitY) 于 2022 年 2 月 24 日宣布了增材制造國家戰(zhàn)略。一年后，來自Telangana政府和印度理工學(xué)院孟買分校(IITBombay)的研究人員對此展開了見解，下面請跟隨南極熊一起，深入了解該戰(zhàn)略以及印度增材制造在工業(yè)市場的發(fā)展現(xiàn)狀。



Telangana政府工業(yè)和商業(yè)( I&C) 部以及信息技術(shù)、電子和通信 (ITE&C) 部首席秘書 Jayesh Ranjan (IAS)在解釋說，“頒布此項國家戰(zhàn)略，目的是到2025年將印度增材制造市場份額提高到全球市場的 5%，GDP增加近10億美元。”

印度3D打印政策概覽
印度政府表示，該戰(zhàn)略旨在體現(xiàn)“印度制造”(Make in India)計劃和“自力更生的印度”(Atma Nirbhar Bharat Abhiyan)的原則，這些原則提倡和促進通過技術(shù)創(chuàng)新和轉(zhuǎn)型實現(xiàn)自力更生，旨在從未來的增長機會中激發(fā)最大的經(jīng)濟利益，同時最大限度地降低風(fēng)險并減輕相關(guān)挑戰(zhàn)。

通過該戰(zhàn)略印度設(shè)想的目標(biāo)是：
●將印度定位為增材制造開發(fā)和部署的全球中心。
●創(chuàng)建和保護印度 AM 知識產(chǎn)權(quán)的完整性。
●確保為 AM 行業(yè)創(chuàng)建可持續(xù)的生態(tài)系統(tǒng)以在全球范圍內(nèi)競爭。
●鼓勵印度 AM 轉(zhuǎn)型和驅(qū)動能力發(fā)展核心競爭力。
●將印度定位為增材制造的全球創(chuàng)新和研究中心。
●確保 AM為印度國內(nèi)和出口市場制造最終用戶功能組件。
●確保采取適當(dāng)措施保護增材制造技術(shù)。

該戰(zhàn)略的目標(biāo)是：
●鼓勵整個價值鏈中的印度制造，以促進“印度制造”(Make in India)計劃和“自力更生的印度”(Atma Nirbhar Bharat Abhiyan)的原則。
●增加核心和輔助部件、機器、材料和軟件的附加值。
●通過發(fā)展本地技能和技術(shù)、擴大生產(chǎn)規(guī)模等，減少對進口的依賴。
●鼓勵全球市場領(lǐng)導(dǎo)者在印度建立制造增材制造零部件和子組件的全球基地，進一步加強印度國內(nèi)制造生態(tài)系統(tǒng)。
●培育國內(nèi)增材制造產(chǎn)業(yè)。
●建立一個“國家增材制造中心”，通過持續(xù)吸引所有主要利益相關(guān)者來利用增材制造轉(zhuǎn)型和推動能力。
●促進創(chuàng)新和研究基礎(chǔ)設(shè)施，以將面向國內(nèi)和全球市場的基于最終用戶應(yīng)用的工業(yè)增材制造產(chǎn)品商業(yè)化。
●加強印度與全球 AM 組織和創(chuàng)新與研究中心的合作。
●創(chuàng)建和更新增材制造技術(shù)的創(chuàng)新路線圖。
●通過引入提供的政策干預(yù)措施，促進在印度采用 AM 的便利性。
●提高制造能力，鼓勵在印度采用外國技術(shù)進行制造。
●鼓勵并進一步激勵制造商采用本土技術(shù)，在全國和全球范圍內(nèi)促進可持續(xù)增材制造生態(tài)系統(tǒng)。
●鼓勵機器、材料、增材制造產(chǎn)品和服務(wù)的出口和再出口，并阻止國內(nèi)增材制造市場的進口。


△電子和信息技術(shù)部 (MeitY) 標(biāo)志。

印度政府對增材戰(zhàn)略的洞察
Ranjan 解釋說，引入戰(zhàn)略是為了迎合下一代數(shù)字制造并減輕當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)的直接障礙。他說：“印度政府認識到當(dāng)前存在的一系列問題，包括供應(yīng)鏈受阻、離岸制造業(yè)工作崗位，在制造業(yè)創(chuàng)新方面不如其他國家等。增材制造具有通過數(shù)字流程、通信、成像、建筑和工程徹底改變印度制造業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)格局的巨大潛力。”

根據(jù) Ranjan 的說法，目前已經(jīng)推出了幾項關(guān)于研發(fā)、技能培訓(xùn)、初創(chuàng)企業(yè)孵化和在印度范圍內(nèi)建立 AM COE 的新舉措。國家增材制造中心( NCAM) 是印度 AM 的最高機構(gòu)，已與 Telangana 政府合作在海得拉巴成立，確保該戰(zhàn)略在全國范圍內(nèi)實施并實現(xiàn)戰(zhàn)略目標(biāo)。Telangana 一直處于該國創(chuàng)新的前沿，舉辦 NCAM 是它的另一項優(yōu)勢，這一舉措能吸引全球AM的關(guān)注點。  此外，NCAM去年還發(fā)起了“全國3D打印意識馬拉松”，覆蓋了印度6+個城市，影響了4000+人。為了提高認識，在全國范圍內(nèi)定期舉辦多個國家研討會、增材專家講座、行業(yè)活動、技術(shù)講座和教師發(fā)展計劃。


△印度的國家增材制造中心徽標(biāo)。圖片來自 NCAM。

Ranjan說：“國防、航空航天和醫(yī)療行業(yè)將獲得 3D 打印技術(shù)的最大收益。3D 打印總體上非常有利于高價值和低產(chǎn)量的產(chǎn)品，非常適合印度的關(guān)鍵戰(zhàn)略部門。在其他地方，3D 打印已用于建筑目的。例如，印度軍隊啟用了其第一個兩層樓的 3D 打印住宅單元�！�

根據(jù) Ranjan 的說法，混凝土 3D 打印是印度下一個主要發(fā)展的技術(shù)。3D 打印可以通過減少工作所需的材料來降低成本。它還允許更小的工作團隊，并且可以避免因浪費材料而產(chǎn)生的成本。3D 打印機可以連續(xù)打印，構(gòu)建時間甚至可達 24 小時，自動化施工不限公司上班時間，可通宵運行。通過3D打印制造的房屋具有更高的強度和耐用性，這在極端天氣地區(qū)尤為重要，已有項目表明3D打印的房屋可以抵御颶風(fēng)和地震。  


△NCAM 舉辦的全國醫(yī)療器械和植入物 3D 打印會議。圖片來自 NCAM。

IIT Bombay 分享其對該戰(zhàn)略的看法
印度理工學(xué)院孟買分校(IITBombay)的研究者也提供了對印度增材制造發(fā)展的見解，該理工學(xué)院在其校園內(nèi)擁有增材制造技術(shù)。Pushkar Kamble 博士以及學(xué)生 Yash Mittal 和 Yogesh Patil 發(fā)表了他們對該政策的看法，并概述了研究所校園內(nèi)的增材制造技術(shù)。

“這是政府的一項偉大舉措，不僅是為了提高對 3D 打印和增材制造的必要認識，也是為了加強和支持各個國家研究所和研究實驗室進入這一領(lǐng)域的新研究工作。3D 打印是未來的制造，它將與傳統(tǒng)制造工藝結(jié)合使用。應(yīng)該指出的是，3D 打印是對這些現(xiàn)有技術(shù)的補充，而不是與它們競爭。”Kamble 博士說。

IIT Bombay 的研究人員之前曾嘗試過冰熔模鑄造。IIT 孟買的 RM 實驗室自主開發(fā)了 ICE 3D 打印機。Kamble 博士就此分享了一些見解。他解釋說，建筑、制造、醫(yī)藥、食品工業(yè)、電子、制藥和其他行業(yè)都可以從 ICE 3D 打印機中受益。此外， ICE 3D 打印工藝可用于生產(chǎn)具有光滑壁和無縫過渡的分支結(jié)構(gòu)的小型冰模板，可用于制造具有內(nèi)部腔體的小型零件。Ice 3D 打印也是可持續(xù)的，因為它不使用有害材料來制造模具和其他部件。


△IIT Bombay 的 ICE 3D 打印機。圖片來自印度理工學(xué)院孟買分校。

博士學(xué)生 Gopal Gote 和 Mittal 對電子束增材制造提出了一些見解，據(jù)該研究所稱，這是一項新興技術(shù)�！霸陔娀�、激光、超聲波能和摩擦能等其他能源中，電子束具有掃描速度快、能效高、多種材料的多功能性以及真空工作環(huán)境帶來的更好的零件完整性等優(yōu)勢，這些優(yōu)勢是其適用于金屬增材制造的原因。此外，該研究所擁有各種3D打印機，包括 4 軸 HLM、Sand 3D 打印機、Stratasys 的 FDM 打印機等�！�

根據(jù)許多行業(yè)專家和學(xué)術(shù)界的說法，3D 打印幫助解決了許多與可持續(xù)性、更快的周轉(zhuǎn)時間等相關(guān)的挑戰(zhàn)。Kamble 博士指出3D打印必須克服的挑戰(zhàn)包括：“3D 打印仍處于起步階段，但發(fā)展迅速。與金屬鑄造（約 1000 年歷史）等其他傳統(tǒng)制造工藝相比，它相對較新（約 30 年歷史），但正在迅速迎頭趕上。在這個過程中，有很多障礙和挑戰(zhàn)需要克服。缺乏3D打印意識、高成本使用、全球競爭和本地資源不可用、零件質(zhì)量不足（與傳統(tǒng)工藝相比）等都是需要解決的一些挑戰(zhàn)�！�

實現(xiàn)成本較低的3D打印需要通過與行業(yè)和學(xué)術(shù)界的合作進行本土化創(chuàng)新。許多研究人員正在進行研究和開發(fā)，以彌合傳統(tǒng)制造和快速原型制造之間的差距，目標(biāo)是在節(jié)省時間和金錢的同時，建造出與傳統(tǒng)方法一樣堅固的零件。


△IIT 孟買標(biāo)志。圖片來自印度理工學(xué)院孟買分校。

3D打印在印度持續(xù)發(fā)展
●印度的LV Prasad 眼科研究所(LVPEI)、印度理工學(xué)院 (IIT) 海得拉巴和細胞與分子生物學(xué)中心之前 3D 打印了一個角膜，并在動物身上進行了測試。一種由人類供體組織制成的生物墨水被用于將合成材料和無動物殘留物的角膜植入兔子的眼睛中。由于其“完全天然”的基礎(chǔ)，植入物的創(chuàng)造者相信它最終可以“用于人類”，以幫助治療角膜疤痕和其他可能導(dǎo)致失明的大面積眼部疾病。用于制造這種 3D 打印角膜的生物墨水可以為受傷現(xiàn)場的軍人挽救視力，以密封角膜穿孔并防止在戰(zhàn)爭相關(guān)傷害期間或在沒有三級眼科護理設(shè)施的偏遠地區(qū)感染。


△Pandorum Technologies的液體3D生物角膜


●此外，印度理工學(xué)院(IIT) 焦特布爾的工程師使用定向能量沉積 (DED) 技術(shù)創(chuàng)建了低成本金屬 3D 打印系統(tǒng)。除了激光器和KUKA機械臂外，所有其他部件均由 IIT 團隊在印度創(chuàng)造和生產(chǎn)。該項目的主要目標(biāo)是降低印度的金屬3D打印技術(shù)的成本，同時增加用戶和使用率。IIT Jodhpur 的副教授 Ravi KR 博士解釋說：“我們的研究結(jié)果表明，如果制造金屬打印機所需的所有零件都可以在本地制造，那么金屬 3D 打印機的成本可以降低兩倍至三次�！�

●位于班加羅爾的INTECH Additive Solutions是印度金屬 3D 打印領(lǐng)域的先驅(qū)，擁有最廣泛的商業(yè)設(shè)施。INTECH 開發(fā)了名為 OptoMet 的軟件，用于開發(fā)新參數(shù)和合金。他們還開發(fā)了名為 AMBuilder 的工藝軟件，以更低的成本制造高質(zhì)量的零件，并且對用戶友好。還在“印度制造”計劃下成功設(shè)計和開發(fā)了印度第一臺金屬打印機。同時，INTECH 還開設(shè)了一個數(shù)字學(xué)院，為行業(yè)、學(xué)術(shù)界和研發(fā)組織提供培訓(xùn)。增材制造設(shè)計 (DfAM) 是數(shù)字學(xué)院活動的一部分，使客戶能夠識別增材制造的設(shè)計和重新設(shè)計零件，它還宣布推出其第二代 iFusion150，iFusion SF1 金屬 3D 打印機的后繼產(chǎn)品。


△iFusion150 3D 打印機。圖片來自 INTECH Additive Solutions。

●位于班加羅爾的初創(chuàng)公司Prayasta推出了Silimac P250 3D 打印機，專為“植入級”彈性體（特別是硅膠）設(shè)計，用于制造個性化的軟組織植入物和假體。據(jù)該公司稱，這是一款工業(yè)級機器，可以長時間連續(xù)可靠地運行。Silimac 制備的3D打印植入物不僅可以在形狀、尺寸和輪廓方面進行定制，還可以在重量、手感、觸感和剛度方面進行定制，該公司稱之為“完整的解決方案”。Prayasta 的首席技術(shù)官兼聯(lián)合創(chuàng)始人 Vikas Garg 表示：“3D 打印機 Silimac P250 經(jīng)過研發(fā)人員的精心設(shè)計，可保持打印環(huán)境和材料的無菌性，制造出的產(chǎn)品適合醫(yī)療應(yīng)用和長期植入的需求�！�


△Silimac P250 植入級 3D 打印機。 圖片來自 Prayasta。