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3D打印将改变全球的设计和制造
作者: 作者单位:e-works数字化企业网 所属类别: 2018-06-22 09:32:00 浏览:218

3D打印是一种快速成型技术,又称增材制造,打印系统接收计算机建立的三维数字模型文件,然后用金属或塑料等可粘合物质做原材料,通过增加材料逐层建构物体。3D打印发展至今,已经不再是单纯打印模型和样件,更多表现是直接制造功能性产品,3D打印介入传统制造业领域,必将与传统产业展开激烈竞争,并带来新的产业革命,人们对3D打印的认识已经从概念阶段到应用阶段转变, 3D打印产业发展将指日可待。

6月17日,在佛山市南海区大沥镇举行的以“3D打印重新定义制造业”为主题的第五届世界3D打印技术产业大会上,惠普3D打印全球总裁Stephen Nigro表示:“惠普的愿景是改变这个世界的设计和制造,希望成为下一个工业革命的引导者。工业4.0就是用数字来控制一切,把一切都变为自动化。3D打印应需求而产生,预测未来将会推动全球12万亿美元传统制造业市场,并且在此基础上每年以20%到30%的比例增长。”

物联网重要的驱动力之一3D打印

物联网给了我们更多的自动发挥空间,可能每一个生产环节中间都是有智能化的成分存在,每一个生产设备,包括生产线可能都是跟云端、跟网络连接在一起。通过大数据的分析,可以知道什么样的用户需要什么,可以通过大数据分析准确地定义新的市场在哪里,需要推出什么样的东西,同时也有机器人的先进技术,帮助3D打印更好地进行批量化生产,可以通过批量化3D打印技术,形成3D打印机工厂,这样在未来工厂里你可以看到机器人、3D打印机协同作业,自动拿取货物,然后后处理。

从工业4.0开始,有五个关键的因素。首先是人工智能、AI,第二个是大数据,第三是物联网,第四是机器人,第五是3D打印。物联网是一个宽泛的概念,比如说手机就是一个很典型的例子了,它连着云端,连着网络,可以把他称之为物联网的一部分,不仅是手机,其他很多消费类和工业类连接云端的设备,都可以当成物联网的一部分。而3D打印也是其中之一重要的驱动力。为什么3D打印大家好像没有听说太多?特别是在以前,因为以前3D打印更多的是设计的工具,包括原型生产,是面向专业非常狭窄的工业类应用,离大家的生活很远。现在很多3D打印已经接近于大众或消费端应用,随着成本的下降,速度的提高,各种不同材料的增加,已经越来越接近消费端,比如鞋子、眼镜等等这些3D打印的制品也开始贴近我们的生活,被大家慢慢看到、知晓,这样大家才知道3D打印的概念,越来越普及于消费者市场。

MJF的优势

惠普的MJF(多射流熔融技术)针对其他的3D打印技术有三个主要的优势,首先是高速,针对热塑的3D打印技术,惠普热塑快10倍。第二是高质量,惠普3D打印的零件质量的产品完全可以胜任工业级的机械应用,而不是仅限于模型的制造。第三是成本非常低,是可以跟传统的制作方式相比,比其他的3D打印技术低非常多。还有提速打印的潜能,在进展过程中,包括彩色也是在进程过程当中,未来还会有更多提速及打印的方式,这是未来的可能性。

3D打印,MJF相对于传统的注塑制造方式也有很多优势。首先,它特别适合小批量的生产,一般注塑成型,受热成型需要一个注塑机,一般一个大型的开模,需要几百万个,几万个这样的数量,每一个开模都需要一定成本。如果小批量的注塑成型来讲用3D打印就不合适,惠普的MJF就特别适合,不仅是适合大批量,也适合小批量,因为不需要开模。比如一些比较复杂的模型,用传统的注塑成型的模式,是没办法实现的,因为他复杂的内腔结构,孔洞结构,用模子做不出来的,不管是减法式的切削方式,还是注塑型的方式都是做不出来的,只能用增材制造,或者是MJF的方式打印出来。

增材制造的实践

惠普的增材制造高速,高质量,低成本的,惠普有一个非常大的开放材料平台。其他的合作伙伴,特别是这些材料的合作伙伴,可以加入惠普来共同研发成千上万种材料。惠普有很多网上的链接,可以指向很多不同的应用。在医疗方面,3D打印技术可以根据人体各个来定制的脚垫,医疗的用途、运动的用途都可以的。在欧洲工业的应用,惠普和非常专注于设计的公司合作,对于条形钢进行喷漆,根据这个应用设计一个专门的,对于喷漆应用的喷漆抓手的设备,可以很快的节省成本和时间,提高效率。有很多可以节省工具,或者是夹具,介于传统的快速原型和批量生产之间的,把工具或者是夹具,或者是制具,用3D打印来打印,相当于泛生产的应用。比如更贴近生活的汽车内饰,有一些异形装饰,排气口; Go Pro相机的支架,非常结实耐用,而且以快速低成本的方式生产出来。另外,可以为客户定制产品,比如:定制人偶,可以完全扫描您和您孩子脸和身体,现在国外有公司在做这些,还会加上不同的服装,进行喷漆,然后会收到一个同比例的您自己或孩子的人偶寄到您家里。

未来惠普还会向大家公布更多3D打印在工业和制造业上的应用,相信未来的应用会更加广泛。

应对挑战新技术

没有任何一个技术可以对所有的市场需求,没有任何一个3D打印技术,可以涵盖所有的应用,或解决所有的问题。惠普的3D打印技术MJF,现在主要是针对塑料或者是尼龙。从两个方面来看:第一,惠普相信惠普的打印技术是完全新的,颠覆式的创新,它可以改变整个3D打印的局面,惠普也会取得领先的位置。第二,如果惠普这种打印技术不能到工业级生产,惠普可能不会进入这个领域,如果仅限于原型的制造那就太狭窄了。因为惠普发现它很可能成为未来生产的主流方式,这样惠普才会进入到3D打印领域,一直推动他到生产的层面。我以后也会听到的,金属的打印,跟现在塑料的打印可能是类似的形态,也是突破式的技术,也会改革金属生产的方式。

目前3D打印接受程度最高的是两个国家,一个是德国,他们在想法上,有很多新的采用,比如说有很多新的3D打印公司,他们创新,想法上是领先,而不是技术创新,对于行业的见解和想法上比较超前,比较领先。另外一个美国,有很多创新,这两个国家,是采用增材制造,或者是3D打印最多的两个国家。

工业4.0本身就是德国提出来的,其实是一个德国政府推进的,有时间进程的比较详细的推动工业改革,工业变革的计划,当然现在中国有《中国制造2025》,其他国家也有不太一样的名称,很多人都采用了德国的工业制造4.0。美国有很多创新。中国的挑战,两个方面,首先是中国现在的制造业太成功了,现在中国大家一谈生产制造,好像全部都是中国生产。第一个挑战在于,怎样在中国升级已有制造业,中国怎样去拥抱这些新的东西,要打破现有的这些已经很成功的制造业的成绩,去拥抱一个新的东西。第二,他是一个产业链,其实中国应该跳出现有的成绩,想怎么样去改变现在已经得到的一些成绩,比如说这些基于增材制造的设计,就完全是一种创新性的思维模式。另外,还有不仅是生产端,还是整个产业链的上游和下游更深层次,或者是更多价值的一些东西,不仅仅在于制造的这一小块。中国的生产制造确实是非常成功,但是怎么样基于这个成功去拥抱新的变革,同时要能够站在外面打破现在自己的成功,再拥抱一个更大的层次,这是我们现在面对的两个挑战。

总结;惠普进入中国已经30多年,与中国的发展源远流长,甚至可以说是共同发展。惠普在中国的员工超过7000多人,惠普的产品覆盖了在中国的各个市场,包括PC、打印。惠普跟中国之间的合作是非常深远的,而且规模非常大,惠普是第一个在中国设立合资企业的外国科技巨头。所以,今天惠普与兰湾智能,与大沥镇政府,南海区的政府有这样的协同,也是从另外一个方面表明,惠普在中国的侧重一直在增强。除了这些以外,还是需要更多的合作机会,建立更多这种落地的项目,推动地方的经济转型,慢慢努力建立更多合作,对中国制造2025规划做出更多贡献。

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