歐洲增材制造創(chuàng)新邏輯：材料-裝備-生態(tài)三維演進，康楠教授演講

2025年12月24日，2025增材制造產業(yè)發(fā)展論壇暨增材制造產業(yè)年在河北雄安召開，南極熊在現(xiàn)場參加和報道大會。

巴黎高科-法國國立高等工程技術學院教授、機械、表面與材料加工實驗室增材制造方向負責人康楠帶來主題匯報，深度解析歐洲增材制造創(chuàng)新的核心邏輯——以材料、裝備、生態(tài)為核心的從零到一三維演進路線。康楠教授指出，歐洲增材制造發(fā)展的核心導向是提升數(shù)字化制造能力、積累有效數(shù)據(jù)，為人工智能引領的智能制造奠定基礎，同時強調歐中有望在大規(guī)模制造實踐中發(fā)揮更積極的協(xié)同作用。

匯報開篇，康楠教授介紹了其所屬機構的背景優(yōu)勢。巴黎高科由法國巴黎地區(qū)9所頂尖工程師院校于1991年合并而成，是法國工程師精英教育的代名詞，法國80%以上的企業(yè)高管和技術管理人員畢業(yè)于此。該機構按專業(yè)分為農學、機械與制造、化學等多個研究單位，現(xiàn)有12000名學生（含20%國際學生）及74個國家級實驗室。其所屬的國立高等技術與工藝學院溯源至1780年拿破侖倡導建立的帝國工藝學校，初衷是解決戰(zhàn)爭中材料鑄造的技術難題；對應的MSP表面及材料加工實驗室作為法國卡諾實驗室的一部分，核心使命是加速學術技術的產業(yè)化轉型，并配套專門的產業(yè)化公司推進成果轉化。此外，巴黎高科在法國設有8個校區(qū)和3個研究中心，主校區(qū)位于巴黎，國際合作上重點與美國高校開展系列合作，其實驗室也與全球多家企業(yè)、高校建立深度合作，例如2017年與美國航空航天機械中心學院共建聯(lián)合實驗室，專注商業(yè)化技術成果轉移。

在核心的歐洲增材制造創(chuàng)新邏輯部分，康楠教授明確，增材制造最核心的價值并非增材過程本身，而是實現(xiàn)數(shù)字化與實體之間轉換的能力，這為智能制造提供了關鍵技術基礎。他以團隊負責的兩項歐盟地平線項目（可靠性及可持續(xù)性云端制造、數(shù)字化驅動再制造）為例，介紹了歐洲增材制造研究的國際化協(xié)作格局——研究團隊覆蓋法國、德國、荷蘭等歐洲多國，并邀請韓國、日本合作者參與。康楠教授總結，歐洲增材制造的發(fā)展趨勢圍繞材料、工業(yè)、技術創(chuàng)新展開，核心聚焦四大方向：提升數(shù)字化制造能力與有效數(shù)據(jù)積累，為AI驅動的智能制造鋪墊數(shù)據(jù)基礎；推進從微觀到宏觀的工業(yè)級過程落地；通過材料與結構拓撲優(yōu)化實現(xiàn)零件功能化與集成化；推動加工鏈條智能收斂，加速產業(yè)鏈革新與技術突破。

材料創(chuàng)新是歐洲增材制造從零到一突破的首要環(huán)節(jié)。康楠教授強調，粉末是主動參與動力學的第一變量，其制備、種類、特性、流動性、激光適配性及重復利用次數(shù)，直接影響零件質量與制造成本，是實現(xiàn)綠色制造的關鍵。同時，激光增材制造中加熱冷卻的非平衡狀態(tài)，要求設計更適配該工藝的專屬材料體系。他以鋁合金創(chuàng)新為例，空客旗下團隊摒棄傳統(tǒng)合金添加邏輯，從鋁基體或鋁鎂基礎體系重新設計航空航天用高強鋁合金，雖提升了設計復雜度，但構建了全新的增材制造適配材料體系；后續(xù)與瑞士團隊合作推進“去稀土化”高強鋁合金研發(fā)，以鋁銅合金為基礎，對鎂、硅、鈦、鋯等元素進行量化分析，結合AI模型優(yōu)化，最終獲得強度超520兆帕的無稀土高強鋁合金。此外，針對熱管理材料需求，法國企業(yè)從鋁基體出發(fā)，通過元素量化分析設計系列鋁合金，實現(xiàn)商業(yè)高導熱鋁合金量產，制造效率提升300%，顯著降低應用成本；在安全性能提升方面，通過材料核心再設計提高鋁合金熱力學穩(wěn)定性，提升引燃溫度，在保障力學性能與成本可控的前提下，解決了鋁合金增材制造的爆炸風險隱患。康楠教授表示，這種打破傳統(tǒng)的材料設計邏輯，也是為了建立更豐富的AI原位數(shù)據(jù)庫模型，提升模型準確性與工藝適配性。

裝備創(chuàng)新層面，康楠教授梳理了歐洲增材制造裝備的演進脈絡：上世紀90年代德國政府支持下的早期裝備，激光器功率低、成型面小；如今已朝著高效率、大成型面方向發(fā)展，敏級激光頭成為效率提升的關鍵。其核心創(chuàng)新邏輯與全球趨勢一致，即追求更大零件成型能力，同時依托技術升級實現(xiàn)材料智能化提升——涵蓋產品質量優(yōu)化、生產流程完善、工業(yè)監(jiān)控強化及混合現(xiàn)實融合，最終實現(xiàn)多工藝復合加工的技術收斂。未來，歐洲裝備創(chuàng)新將持續(xù)聚焦大尺寸、高效率目標，重點發(fā)力AI工具在工藝生產中的應用，通過多尺度仿真、數(shù)據(jù)增強等技術，兼容更多材料體系，探索更高效的增材制造方式。

應用場景與生態(tài)構建方面，歐洲增材制造聚焦高附加值行業(yè)突破，航空航天領域是核心應用陣地。康楠教授介紹，空客從上世紀開始將增材制造技術從非金屬原型制造，逐步拓展到鈦合金、高溫合金、鋁合金等金屬零部件量產，涉及飛機鉸鏈、制動歧管等關鍵部件。以法國企業(yè)鋁合金零件生產為例，需經過拓撲優(yōu)化、原材料穩(wěn)定性認證、裝備認證、全流程一致性認證及工藝參數(shù)全數(shù)字化可追溯考察，最終保障零件質量。但他也指出，冗長的認證流程阻礙了產業(yè)化落地，為此歐盟地平線項目重點推進技術收斂，通過在鑄造、3D打印及后續(xù)加工全環(huán)節(jié)部署大量傳感器，區(qū)分均勻與非均勻數(shù)據(jù)并實現(xiàn)智能收斂，依托云端平臺與AI技術的強大篩查能力，保障零件制造的一致性、穩(wěn)定性與產品質量。

康楠教授總結，歐洲增材制造的核心發(fā)展方向是實現(xiàn)制造智能化、數(shù)字化與云端化。他最后強調，期待響應中法兩國元首共識，推動歐中在大規(guī)模制造實踐中開展更深度的協(xié)同合作，共同助力增材制造產業(yè)發(fā)展。

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