【3D打印高端演講】史玉升：用3D打印技術(shù)改造和提升傳統(tǒng)制造業(yè)

【導讀】 6月下旬，世界3d打印大會在青島舉行。南極熊3D打印網(wǎng)也到了現(xiàn)場進行了大量的報道，詳情請看南極熊報道 http://www.dddyin.com/forum-103-1.html 。南極熊作為一個3d打印的專業(yè)媒體平臺，一直致力于推動中國3D打印行業(yè)的發(fā)展。希望下面的一些內(nèi)容對大家有所啟發(fā)。



史玉升：尊敬的林部長以及各位專家、企業(yè)家，各位來賓，下午好。因為給十分鐘時間，那我講的報告題目是用3D打印技術(shù)改造和提升傳統(tǒng)制造業(yè)。分以下五個方面向各位匯報。

第一個，我們看一下3D打印在制造業(yè)中所處的地位。今天上午的討論會我說過，目前的制造業(yè)可以分為三大類第一種是等材制造，第二種是減材制造，第三種是增材制造，就是現(xiàn)在的3D打印，雖然很年輕，但是它的發(fā)展?jié)摿Ψ浅＞薮蟆?br />
第二個，我們看一下我國制造業(yè)的現(xiàn)狀，因為制造業(yè)的范圍非常寬廣，我們不能一一去論述。制造業(yè)以鑄造來看的話，因為鑄造是很長的歷史，有幾千年的歷史，這個技術(shù)現(xiàn)在還發(fā)揮很重要的作用，是制造業(yè)的基礎。所以從我們國家來說，從中國來說，制造業(yè)的總體占世界第一位的，產(chǎn)量達到第一位。那么其中制造業(yè)也是，你看占到48%的分量，但是我們國家現(xiàn)在的鑄造業(yè)叫大而不強，上午林部長說的，有些東西你是第一，但是你不強大，這就不展開說了。不強大的話，現(xiàn)在的新技術(shù)怎么改造和提升它，想辦法來弄。

鑄造的發(fā)展趨勢，我們很多航空、航天或者航海汽車等領域的發(fā)展趨勢就是說我們需要高性能和輕量化，這個過程鑄造怎么發(fā)揮作用？我們的鑄造技術(shù)需要提高水平。

下面我就匯報一下我們怎么樣運用3D打印技術(shù)改造和提升傳統(tǒng)的制造業(yè)，我們的鑄造，我以鑄造為例是比較落后的，污染環(huán)境、能耗大，我們怎么去改造它。

先看一下我們的意義，比如說這是我們的學生，我們本科生，華中科技大學的本科生創(chuàng)新設計大賽的液態(tài)回路演示系統(tǒng)，這個做完用傳統(tǒng)的方法加工有一百多個零件，要花的時間很長。我們現(xiàn)在如果才能3D打印技術(shù)以后，3D打印技術(shù)我們用一個星期，這里面有塑料的、金屬件，全是由3D打印打印，組裝一個星期就完成了，所以對我們傳統(tǒng)的制造業(yè)的設計或者快速、或者優(yōu)化起到很大的作用。另外我們的學生也參與創(chuàng)意設計，珠寶設計、裝飾品等等，我們的學生很快就做出來，所以有了3D打印，我們很多創(chuàng)意的方法不再是紙上談兵了，所以它的意義非常重大。

以鑄造為例，我們過去的鑄造方法，我們采用傳統(tǒng)鑄造工藝是逐步完善，憑經(jīng)驗試錯的方法來完成鑄造的任務。如果我們采用3D打印以后，設計是鑄造的零件，后面鑄造的工藝不變化，前面很快的。所以采用這套方法，我們基于3D打印科學的設計和制造的方法，把過去憑經(jīng)驗的，我們怎么走到科學。

制造的意義，剛才Graham Tromans說了很多，我很快的重復一下，拓展產(chǎn)品創(chuàng)意創(chuàng)新的空間，我們設計的時候要充分發(fā)揮他的想象力，做出來，過去設計是面向工藝的設計，我們一定要考慮能不能制造出來�，F(xiàn)在我們可以不要考慮制造工藝的問題，我們在零部件的設計上可以考慮最優(yōu)的設計。

第二，我們可以縮短產(chǎn)品開發(fā)的周期和降低成本，過去開發(fā)一個模具幾百萬，現(xiàn)在大概幾萬塊錢。另外簡化制造提高產(chǎn)品質(zhì)量與性能，再一個很多難加工的材料，采用3D打印方法可以實現(xiàn)，比如說陶瓷等一些難加工的材料，采用3D打印方法就可以實現(xiàn)。還有一個，促進綠色制造模式，現(xiàn)在我們霧霾很厲害，一個是制造的過程中釋放出大量的污染環(huán)境的東西，再一個像我們的汽車尾氣的排放，比如說我們現(xiàn)在正在研究一個3D打印的項目，汽車尾氣的過濾器，過去采用陶瓷過濾器，過濾的最優(yōu)方法只有用3D打印打印出來。過去傳統(tǒng)的鑄造，生產(chǎn)過程有噪音、污染，采用3D打印可能就是很干凈的一個箱子來去做。所以我們通過3D打印可以把傳統(tǒng)制造業(yè)的缺點改掉。

改革傳統(tǒng)制造模式，這個模式就是個性化的定制，創(chuàng)新的服務模式，將來社會化制造都可以實現(xiàn)，這個我就不展開了。現(xiàn)在社會化制造美國已經(jīng)出現(xiàn)了，像Shapeways公司，大家可以到網(wǎng)上去看。這是網(wǎng)友參與設計的個性化的東西，這已經(jīng)社會化制造的雛形出來了。正因為有這樣的意義，所以國內(nèi)外非常重視，來自美國的教授，奧巴馬總統(tǒng)也非常重視，開展了一系列的計劃。德國、英國、法國也都非常重視。亞洲，最近我們新加坡參加一個會議，他們也采購了我們一些大型的3D打印裝備，新加坡光給大學就投入大量的錢來做這個東西，亞洲新加坡很重視。我們中國，從中央到地方也非常重視這種技術(shù)，包括青島這一次我覺得也是非�？粗剡@個技術(shù)的。

下面匯報一下我們在用3D打印技術(shù)改造和提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)方面做了哪些工作，給大家匯報一下。華中科技大學從1991年開始研發(fā)這種技術(shù)，1994恩年就誕生了用紙片做的打印機。1996年在武漢建立產(chǎn)業(yè)化基地，整個實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。我們有金屬的設備，這是我們整個發(fā)展的歷程。

目前我們主要是做工業(yè)級3D打印裝備，我們金屬3D打印設備也銷售了10余套，出口到英國、新加坡、俄羅斯、巴西、越南等國家，同時為國內(nèi)外的航空航天企業(yè)做了幾十萬零件的服務。這是我們出口到新加坡非常大的，1.2米的魚尾獅模具。另外我們幫空客，我們國家的航天系統(tǒng)都做了很多，我們用它來改造提升做航空發(fā)動機的機匣。這是西安交通大學采購我們的設備用于生物醫(yī)療，做這樣網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)，進行生物醫(yī)療的應用。

我們現(xiàn)在做的設備，目前以材料形態(tài)來分有片材，過去我們用紙，現(xiàn)在發(fā)展到陶瓷，液態(tài)的材料，粉材，粉材主要做塑料的粉材，還有陶瓷，做金屬，我們都進行了驗證。另外我們還研究對應的3D測量技術(shù)，我們把它運用到鑄造，比如這是給空客做的，通過設計，不用模具把蠟模很快做出來。企業(yè)統(tǒng)計，生產(chǎn)成本節(jié)約85%到95%。這是很復雜的，做出蠟模，很快得到鑄造件。這是航空航天領域做的很多很多的服務，這是機匣，這種技術(shù)的誕生對鑄造技術(shù)業(yè)提出嚴重的挑戰(zhàn)，你怎么整體鑄造出來這是一個挑戰(zhàn)。

另外做砂型，這是做汽車發(fā)動機杠桿，一個星期左右就可以做出來，這是機匣整個做出來進行測量，這是航天上的一些應用。另外工模具，模具這里面冷卻流道很快做出來。你也可以跟傳統(tǒng)方法結(jié)合起來，這樣復雜的流道就可以用3D打印方法很容易做出來，把流道可以剖開來看。還應用到飛機的葉片、鑄造過程中模具等等一系列。另外把3D打印技術(shù)用于陶瓷，對傳統(tǒng)的陶瓷業(yè)，因為我們中國名字就來源于陶瓷，這是做的大黃鴨，這種陶瓷，碳化硅要做成塊用刀具去加工是不可想象的，用3D打印就可以做出來。這是我們做的很多很多的陶瓷件。另外采用3D打印技術(shù)，可以結(jié)合里面一種材料，外面是另外一種材料，所以做到。另外把一層，在上面可以鍍膜，鍍一層材料上去。

當然這是我們所做的工作，目前3D打印用的最多的，量最大的就是和傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)結(jié)合和提升它，但3D打印目前還面臨著挑戰(zhàn)。一個是3D打印設計的理論和方法不完善，3D打印生物器械的理論方法也沒有，3D打印裝備精度、成型效率、價格、穩(wěn)定性也不好。另外材料受限，另外3D打印的各種各樣的性能現(xiàn)在還缺乏系列的標準，所以我們還需要更大的努力，3D打印剛起步，還需要大家的共同努力。