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3D打印成就数字化“智造” 未来将成为一种主流技术

字号+ 作者:新闻小编 来源:未知 2019-10-19 15:13 我要评论( )

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  OFweek工控网讯:20多年前,3D打印技术在麻省理工学院诞生,随着数字化技术不断发展,如今,3D打印技术已经被广泛应用,今年年初首飞成功的中国新一代重型军用运输机――运-20在研制过程中就使用了这项技术;英超联赛的球员们已穿上利用该技术定制的完美合脚的运动鞋;驻阿富汗的美军已经可以在野外的快速制造车间中得到维修坦克和直升机必需的零件。

  位于中国西北部的西安拥有内地首家3D打印照相体验馆。据体验馆工作人员魏璞介绍说,3D打印机的原料不是传统的墨,而是粉末状可粘合材料,如树脂、塑料、陶瓷、金属、铸造用蜡等,通过一层又一层的多层打印方式,打印出立体模型。

  魏璞说:以前纸的打印只是打印一个平面,我们这个是相当于把一个模型分成一层一层的,然后通过一层一层的叠加打印出来的三维效果。

  在体验馆,顾客可以将自己的全身外形扫描至计算机,随后3D彩色打印机就能打印出3D版的人像模型。尽管不是1:1的比例,但人像的真实程度毫不逊色于蜡像馆中的蜡像,而且制作时间大大少于过去的手工制作。

  魏璞介绍:做这样一个3D头像大概分三步,第一步是扫描,对你进行全身的,或者是半身的扫描。那么第二步是进行建模和修补,第三步是打印。打印这个图像大概用了5个小时。

  只要给电脑输入相关数据,3D打印机就可以制造出任何一个你想要的小东西:雕塑、自己设计的工艺品、模型等等,在制造过程中,不再像过去那样需要刀具、机床等设备和人力,大大简化了整个流程。西安交通大学快速制造国家工程研究中心马文钊介绍说:3D打印未来肯定是主流的一种技术,可以帮助咱们实现这种后续的一些制作,你像我们个性化的一些人物,包括个性化的一些纪念品、需求品,都可以通过这种三维技术来进行采集和制作。

  由于目前3D打印机未在市场上大规模应用,普通人只能去体验店、实验室、一些工厂加工自己的设计。不过,在合肥工业大学三维打印激光再制造研究中心主任袁自钧看来,随着技术的不断成熟,在不久的将来,等这种打印机进入批量生产时候,众多普通家庭就可以利用它实现自己的设计梦。

  袁自钧说:个人的3D打印机,主要是一个它的操作非常简单。第二个价格也相对非常便宜,所以适合于做工业设计或者工艺美术设计这样一些人员和科技爱好者,甚至是一些家长可以买回家去给他的小孩儿打印一些个性化的小玩具,小玩偶,都是可以的。

  业内人士普遍表示,3D打印技术使制造业的小批量生产变得更方便、划算,组织也更灵活,劳动投入更少;应用对象几乎可以是任何行业,只要这些行业需要模型和原型,目前,在医学、雕塑艺术、制造业,3D打印已变得越来越流行;也有很多人认为,这项技术将引领第三次工业革命,中国著名评论家石齐平就是其中之一。

  石齐平说:第一次工业革命就是十八世纪的时候当时用机器取代劳工,提高了工作效率;第二次工业革命有一种说法,就是出现了大规模量化生产;第三次工业革命是针对第二次工业革命大规模量化提出来的另外一种思路,就是所谓的数字化制造,大大颠覆了整个制造业生产的方式和面貌,是一次很重要的革命。简单地说就是客制化,针对顾客的不同的需求量身打造的意思,使得少量多样变成一种可能。

  通过3D打印技术,汽车配件、灯罩,甚至小提琴都可以被制造出来,其精细程度也普遍超过传统的工业生产水平。此外,最为难得的是3D打印技术大大降低了个性化产品的定制成本。以往,工业企业每生产一种产品,都需要先生产模具,再进行铸造,如果产品无法量产,成本将居高不下。在运用3D打印技术后,每一件产品都可以是不同的,生产企业不再需要制造模具,便可以为客户提供独家定制的产品;从环境角度来看,3D打印技术通过粉末材料一层一层粘合直接成型,每一个颗粒都能成为产品的一部分,不会产生废料、废渣,对周围的环境零排放,既环保又高效。

  更为重要的是,在产品的设计、加工过程中,顾客与设计者可以随时面对面地交流,不需要管理者、工人,从而大大减少了人力资源成本。

  2008年全球金融危机爆发后,许多国家开始意识到实体经济,尤其是制造业在经济发展中的重要作用。于是,发达国家纷纷致力于如何吸引那些过去为了追求低成本而外流的制造业企业重新回归本国,以此带动就业,刺激经济发展。两个月前,美国总统奥巴马在2013年国情咨文中就表达了这个愿望,他将3D打印技术视为重振美国制造业,引领下一轮制造业革命的新动力。

  奥巴马说:我们去年在俄亥俄州的Young stown建立了一个制造业中心,这个曾经倒闭的地方已经成了我们国家最先进的艺术实验室之一。工人们在这里学习使用3D打印,学习这项有可能颠覆工业的新技术。革命一定会在这里发生,而今晚,我宣布,我们将继续投资三个这样的实验室,来推动新技术的发展。在这里,企业将和我们的国防部、能源部合作,一起把这里打造成一个高科技中心。而我也会向国会提出要求,打造15个制造中心的网络,以确保这波制造业革命发生在美国。如果我们希望做出最好的产品,我们必须把钱投在最好的想法上。

  3D打印被许多人认为是占据未来制造业高点的关键技术,应用得当的话,就能够把握未来智能制造时代的话语权。湖南华曙高科技有限责任公司是一家专注于3D打印机制造的高新技术企业,总经理许小曙是3D打印机领域的知名专家,2009年从美国回来创立公司,2012年8月,由该公司研制的激光3D打印机在长沙下线并开始出口美国。

  许小曙说:在现在这种开放的环境下面,有这么多留学生回国把国外最先进的、最新的东西带回来,在这种趋势下,我们可以与他们(国外)同步前进,甚至我们可以做得更好。

  上海浦东新区,上海智位机器人有限公司的3D打印机从今年1月开始预售,目前累计订单已经有五六十单,销售形势一片大好,公司甜蜜的烦恼是生产赶不上需求;同样在浦东,另一家从事3D打印的企业――上海正雅齿科科技有限公司,打印出的牙模每年预订量超过5万个。在中国,3D打印和与之相关的产业虽然刚刚兴起,却已显示出欣欣向荣的态势。

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