2024年11月，美國(guó)正式發(fā)布了《美國(guó)制造業(yè)戰(zhàn)略計(jì)劃2024》(Manufacturing USA 2024 Strategic Plan)。該計(jì)劃描述了美國(guó)未來(lái)制造業(yè)的發(fā)展愿景、使命、目標(biāo)和宗旨，概述了技術(shù)投資戰(zhàn)略、如何協(xié)調(diào)聯(lián)邦機(jī)構(gòu)的投資以及如何評(píng)估該計(jì)劃。美國(guó)在此前發(fā)布的《2022年先進(jìn)制造業(yè)國(guó)家戰(zhàn)略》中已經(jīng)確定了一系列國(guó)家優(yōu)先技術(shù)主題，其中就包括了增材制造這一主題。
△美國(guó)制造合作伙伴機(jī)構(gòu)
此項(xiàng)計(jì)劃重點(diǎn)關(guān)注了先進(jìn)制造技術(shù)，計(jì)劃指出美國(guó)制造業(yè)協(xié)會(huì)研究所將通過(guò)公私合作伙伴關(guān)系開(kāi)展工作，涉及從機(jī)器人到增材制造再到生物制造等一系列尖端技術(shù)。計(jì)劃明確了增材制造(Additive Manufacturing，AM)等核心技術(shù)創(chuàng)新方向的重要地位。依托“America Makes”國(guó)家增材制造創(chuàng)新研究所，美國(guó)致力于推動(dòng)增材制造技術(shù)研發(fā)、行業(yè)應(yīng)用和人才培養(yǎng)，為強(qiáng)化國(guó)內(nèi)制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力與供應(yīng)鏈韌性奠定基礎(chǔ)。
增材制造的戰(zhàn)略定位：從創(chuàng)新研發(fā)到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的橋梁
增材制造作為一項(xiàng)變革性技術(shù)，在《美國(guó)制造業(yè)戰(zhàn)略計(jì)劃2024》中被賦予了重要角色。增材制造技術(shù)不僅能顯著提高生產(chǎn)效率，還能通過(guò)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜幾何形狀制造、減少材料浪費(fèi)和縮短生產(chǎn)周期，在多個(gè)關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)顛覆性突破。
其中，“America Makes”是全球首個(gè)專注于增材制造的創(chuàng)新研究結(jié)構(gòu)，也是美國(guó)17家制造業(yè)創(chuàng)新研究機(jī)構(gòu)中的重要組成部分。成立于2012年，總部位于俄亥俄州揚(yáng)斯敦，該研究所致力于通過(guò)公共-私營(yíng)合作模式推動(dòng)增材制造技術(shù)從研發(fā)到產(chǎn)業(yè)化的轉(zhuǎn)化。依托其國(guó)家級(jí)測(cè)試平臺(tái)與示范設(shè)施，“America Makes”為國(guó)內(nèi)企業(yè)提供了從技術(shù)驗(yàn)證到小規(guī)模生產(chǎn)的全流程支持，大幅降低了企業(yè)技術(shù)應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)。
△美國(guó)制造業(yè)協(xié)會(huì)下屬的17個(gè)研究機(jī)構(gòu)，其中國(guó)家增材制造創(chuàng)新研究所(America Makes-TheNational Additive Manufacturing Innovation Institute)創(chuàng)立最早
值得一提的是，America Makes研究所積極與學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)、政府和企業(yè)合作，形成了完整的創(chuàng)新生態(tài)鏈。其推動(dòng)的技術(shù)已在航空航天、醫(yī)療、汽車等領(lǐng)域取得了廣泛應(yīng)用，為美國(guó)制造業(yè)提升國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力提供了重要支撐。
△位于俄亥俄州揚(yáng)斯敦的America Makes
美國(guó)未來(lái)增材制造的主力發(fā)展方向
課程教育和人才培養(yǎng)：為了滿足增材制造行業(yè)對(duì)高技能勞動(dòng)力的需求，計(jì)劃強(qiáng)調(diào)了教育和培訓(xùn)的重要性。經(jīng)過(guò)三年的發(fā)展和190萬(wàn)美元的投資，美國(guó)制造成功推出了制造工程教育計(jì)劃(A Manufacturing EngineeringEducation Program)。項(xiàng)目重點(diǎn)是在先進(jìn)制造業(yè)中創(chuàng)建新的培訓(xùn)內(nèi)容，具體到使能技術(shù)，包括在幾個(gè)地區(qū)進(jìn)行證書(shū)景觀審核和教育景觀評(píng)估。該計(jì)劃是在通過(guò)與勞動(dòng)力、社區(qū)和經(jīng)濟(jì)組織舉行的國(guó)家和區(qū)域研討會(huì)評(píng)估服務(wù)不足人口和退伍軍人的需求后制定的。
航空航天：空間技術(shù)任務(wù)理事會(huì)(STMD)是美國(guó)宇航局(NASA)與美國(guó)制造業(yè)關(guān)系最密切的組織。STMD投資于變革性技術(shù)，以幫助抵消未來(lái)的任務(wù)風(fēng)險(xiǎn)，降低成本，提高NASA任務(wù)的能力，并支持航天工業(yè)的增長(zhǎng)和高質(zhì)量的就業(yè)機(jī)會(huì)。計(jì)劃中在提及STMD的部分指出：STMD先進(jìn)制造研究和開(kāi)發(fā)主要集中在幾個(gè)領(lǐng)域，包括空間制造、增材制造、先進(jìn)材料、聚合物基復(fù)合材料、金屬加工和連接、數(shù)字轉(zhuǎn)換以及其他對(duì)實(shí)現(xiàn)NASA任務(wù)至關(guān)重要的技術(shù)開(kāi)發(fā)領(lǐng)域。研究和開(kāi)發(fā)是通過(guò)NASA中心的內(nèi)部活動(dòng)、與大學(xué)和工業(yè)界競(jìng)爭(zhēng)資助的研究以及與其他機(jī)構(gòu)的合作來(lái)進(jìn)行的。將先進(jìn)制造技術(shù)快速注入到任務(wù)應(yīng)用中是NASA技術(shù)投資戰(zhàn)略的主要重點(diǎn)。
農(nóng)業(yè)：美國(guó)農(nóng)業(yè)部正致力于為國(guó)內(nèi)外的生產(chǎn)者和消費(fèi)者創(chuàng)造更好的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。這將包括在多個(gè)生產(chǎn)操作中使用增材制造構(gòu)件或適當(dāng)尺寸的設(shè)備和部件，以提高所有種植者的可及性和可負(fù)擔(dān)性。美國(guó)農(nóng)業(yè)部正在推進(jìn)創(chuàng)造先進(jìn)的微生物、熱化學(xué)和機(jī)械加工系統(tǒng)的方法，以便將不可食用的生物質(zhì)和廢物有效地轉(zhuǎn)化為新材料、食品和燃料。
醫(yī)療衛(wèi)生：美國(guó)國(guó)家職業(yè)安全戰(zhàn)略計(jì)劃研究所(NIOSH)是美國(guó)疾病控制和預(yù)防中心的一部分，通過(guò)收集信息、開(kāi)展科學(xué)研究和將獲得的知識(shí)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品和服務(wù)，領(lǐng)導(dǎo)預(yù)防與工作有關(guān)的疾病、傷害、殘疾和死亡。最近NIOSH支持先進(jìn)制造的活動(dòng)包括在工業(yè)中使用納米和先進(jìn)材料的現(xiàn)場(chǎng)和實(shí)驗(yàn)室研究，包括3D打印。這些研究已被用來(lái)為制造商提供關(guān)于安全和負(fù)責(zé)任地使用這些技術(shù)的指導(dǎo)。
結(jié)語(yǔ)
《制造業(yè)美國(guó)戰(zhàn)略計(jì)劃2024》的發(fā)布標(biāo)志著美國(guó)對(duì)先進(jìn)制造業(yè)技術(shù)的重視及對(duì)產(chǎn)業(yè)未來(lái)的布局，也預(yù)示著美國(guó)將在全球制造業(yè)技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)中再度發(fā)力。作為先進(jìn)制造領(lǐng)域的重要突破口，增材制造不僅將改變傳統(tǒng)生產(chǎn)方式，還將引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)與創(chuàng)新模式重構(gòu)。在政策支持和“America Makes”等研究機(jī)構(gòu)的推動(dòng)下，增材制造將為美國(guó)制造業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展注入新的活力，助力其在國(guó)際舞臺(tái)上保持技術(shù)領(lǐng)先地位。
