3D打印掀技術(shù)革新浪潮 改變臺(tái)州制造業(yè)生態(tài)

在我市一展會(huì)上，市民正在參觀最新的3D打印設(shè)備（資料圖片）。

降低研發(fā)成本、縮短研發(fā)周期，助推制造企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)

我市研發(fā)的金屬粉末直接成型技術(shù)或于今年5月面世

將與傳統(tǒng)模具行業(yè)相輔相成

3D打印技術(shù)在全球掀起技術(shù)革新浪潮。雖然我國(guó)3D打印技術(shù)尚處于初級(jí)階段，但是這股熱潮勢(shì)不可擋。相較而言，臺(tái)州的3D打印技術(shù)在國(guó)內(nèi)發(fā)展較早較快。在臺(tái)州幾個(gè)興起的新產(chǎn)業(yè)中，3D打印技術(shù)算是個(gè)高科技的“小鮮肉”，它以迅猛之勢(shì)，從源頭顛覆傳統(tǒng)制造業(yè)，機(jī)器將取代模具、部件、半成品到成品等每一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。這項(xiàng)技術(shù)能不能改變世界有待時(shí)間驗(yàn)證，但對(duì)于臺(tái)州而言，它已經(jīng)改變了制造行業(yè)的生態(tài)。

數(shù)據(jù)

3D打印合作企業(yè) 從幾十家到幾百家

快速制造國(guó)家工程研究中心黃巖示范中心的一組數(shù)據(jù)，無(wú)疑能體現(xiàn)出近幾年臺(tái)州企業(yè)對(duì)于3D技術(shù)的需求：2011年，與該示范中心合作的企業(yè)只有幾十家，而光2015年一年，就有一兩百家（三四千家次）制造企業(yè)向其購(gòu)買3D技術(shù)服務(wù)，累計(jì)已有400多家臺(tái)州制造企業(yè)與其合作過(guò)。

此外，浙大臺(tái)州研究院已經(jīng)在桌面打印機(jī)、光固化機(jī)器等方面進(jìn)行了探索。特別是在桌面3D打印方面，他們的機(jī)器在硬件上已處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，用的是伺服電機(jī)和閉環(huán)控制系統(tǒng)，而其他普通的3D打印機(jī)多數(shù)采用步進(jìn)電機(jī)。這最大的好處就是提高了精密程度，XYZ軸的移動(dòng)精度可以達(dá)到0.0127毫米，處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，基本滿足企業(yè)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)需要。

案例

降低研發(fā)成本，縮短研發(fā)周期 3D打印輔助臺(tái)州新產(chǎn)品開發(fā)

據(jù)了解，3D打印技術(shù)與普通打印機(jī)工作原理基本相同，只需要在打印機(jī)內(nèi)裝有液體或粉末等“打印材料”，與電腦連接后，通過(guò)電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來(lái)，最終把計(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)物。

“3D打印的優(yōu)勢(shì)很明顯，可免除制造刀具、夾具和模具的過(guò)程，直接進(jìn)行產(chǎn)品加工，解決了生產(chǎn)工藝難以解決的問(wèn)題，降低研發(fā)成本，縮短研發(fā)周期，能有效地輔助企業(yè)在新產(chǎn)品上的開發(fā)�！痹邳S巖區(qū)政府領(lǐng)導(dǎo)大力推進(jìn)下，西安交通大學(xué)盧秉恒院士的團(tuán)隊(duì)在黃巖成立了西安交大快速制造國(guó)家工程研究中心黃巖示范中心（黃巖合創(chuàng)），寇志強(qiáng)是該中心的負(fù)責(zé)人。

“3D打印就在我們身邊。在黃巖，已經(jīng)有好多家假牙、玩具、摩托車零件、塑料日用品生產(chǎn)企業(yè)，在使用3D打印技術(shù)�！笔痉吨行呢�(fù)責(zé)人寇志強(qiáng)說(shuō)。

黃巖是傳統(tǒng)制造業(yè)基地，有著扎實(shí)的工業(yè)基礎(chǔ)，而快速制造國(guó)家工程研究中心的3D打印技術(shù)全國(guó)領(lǐng)先。

3D打印還有一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是增加機(jī)器數(shù)目，就可以提高產(chǎn)能，且機(jī)器是一次性投資，僅需考慮電費(fèi)，以往的人力加工則要不斷地投入。一條傳統(tǒng)注塑生產(chǎn)線至少要5至6個(gè)工人操作，而一名技術(shù)員卻可以管理數(shù)十臺(tái)全自動(dòng)化的生產(chǎn)設(shè)備。

更大的顛覆在于柔性供應(yīng)鏈。在傳統(tǒng)制造業(yè)模式中，客戶提出生產(chǎn)需求時(shí)，須根據(jù)市場(chǎng)預(yù)期確定每批生產(chǎn)數(shù)量后開展批量生產(chǎn)，一旦工廠投入運(yùn)作，即使供過(guò)于求或供不應(yīng)求，生產(chǎn)線亦難以停下。而3D打印則可先打印實(shí)驗(yàn)性產(chǎn)品，依據(jù)市場(chǎng)反饋效果后再做決定。

就3D打印對(duì)模具行業(yè)的益處，寇志強(qiáng)舉了玉環(huán)一家吸油煙機(jī)廠的例子。當(dāng)時(shí)，該企業(yè)正準(zhǔn)備做一款葉輪原型。按照傳統(tǒng)工藝，葉輪開一次“鋼�！�，需要近10萬(wàn)元，如果設(shè)計(jì)有瑕疵的話，修改起來(lái)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，還有可能做無(wú)用功，耽誤研發(fā)周期。

“我們當(dāng)時(shí)給他做了20多款葉輪原型。如果在以前，這些葉輪設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)出來(lái)后，要全部形成產(chǎn)品不太現(xiàn)實(shí)。但3D打印可以做出來(lái)，然后逐一試驗(yàn)?zāi)目钤胍糇钚�、吸風(fēng)量最大，選定一款后，再開鋼模去大量生產(chǎn)。這就大大節(jié)約了時(shí)間成本和資金成本，而且規(guī)避了投資風(fēng)險(xiǎn)。”寇志強(qiáng)說(shuō)。

助推傳統(tǒng)制造企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí) 3D打印技術(shù)被“請(qǐng)”進(jìn)校門

不開模具就做出樣品，對(duì)于現(xiàn)在的不少臺(tái)州制造企業(yè)來(lái)說(shuō)，3D打印并不是件稀罕事。

當(dāng)前3D打印的需求處于井噴期，原先制造業(yè)靠山寨打市場(chǎng)的模式走不通了，走創(chuàng)新路線意味著要在研發(fā)方面投入更多財(cái)力精力，3D打印無(wú)疑是首選。

溫嶺的水泵閥門制造全國(guó)知名，但在研發(fā)上卻漸漸出現(xiàn)弊端，如何讓企業(yè)在降低研發(fā)成本和周期的同時(shí)，提高產(chǎn)品研發(fā)效率，打開新路子？

林凱所在的浙大臺(tái)州研究院專門針對(duì)溫嶺水泵閥門產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)，和英國(guó)、德國(guó)的實(shí)驗(yàn)室合作研發(fā)高性能尼龍，打印出來(lái)的水泵和真機(jī)的性能相近，可以直接裝進(jìn)電機(jī)進(jìn)行測(cè)試，解決了3D打印產(chǎn)品“中看不中用”的弊端。

目前，已有四五十家企業(yè)和浙大臺(tái)州研究院達(dá)成3D打印合作。

林凱給記者算了一筆賬，原先一個(gè)產(chǎn)品直接開模要幾千甚至上萬(wàn)元，一旦產(chǎn)品不滿意，還要重新做�，F(xiàn)在水泵企業(yè)購(gòu)買整套3D打印設(shè)備也就2萬(wàn)元左右，用3D打印一整套家用水泵，也只要八九百元錢。

另外，企業(yè)產(chǎn)品的研發(fā)過(guò)程變得更加“私密”。

“過(guò)去企業(yè)要將圖紙交給快速成型企業(yè)進(jìn)行開模，常常會(huì)出現(xiàn)創(chuàng)意被盜用的現(xiàn)象，一些大型水泵廠為做好保密工作，不得不把一個(gè)產(chǎn)品分成好幾塊分散加工。現(xiàn)在設(shè)計(jì)師只要把樣圖接入配套的程序，就可以實(shí)現(xiàn)自我操作，直接打印出一體化的產(chǎn)品。”林凱說(shuō)。

與此同時(shí)，這兩年來(lái)，臺(tái)州的各大院校幾乎都將3D打印技術(shù)“請(qǐng)”進(jìn)了校園。在工業(yè)設(shè)計(jì)課程上，原先很多實(shí)現(xiàn)不了的設(shè)計(jì)，現(xiàn)在都可以打印出來(lái)，在中小學(xué)勞技課上，打印一些上課所使用的道具，而臺(tái)州職業(yè)技術(shù)學(xué)院的學(xué)生更是開設(shè)了3D照相館挖掘起其中的商機(jī)。

國(guó)際領(lǐng)先的金屬粉末3D直接打印成型技術(shù) 今年5月或?qū)⒚媸?br />
2015年，臺(tái)州盛泰新材料科技有限公司與浙大臺(tái)州研究院開展合作，在實(shí)現(xiàn)量化生產(chǎn)目標(biāo)后，企業(yè)對(duì)3D打印機(jī)的材料、質(zhì)量、細(xì)節(jié)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，產(chǎn)銷形勢(shì)看好。

該企業(yè)擁有臺(tái)州首條3D打印機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)流水線，目前一天能夠生產(chǎn)20臺(tái)左右的工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)。

現(xiàn)在市場(chǎng)上能夠?qū)崿F(xiàn)3D打印機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的企業(yè)還不是很多，因此該企業(yè)對(duì)這一產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景持樂(lè)觀態(tài)度，將擴(kuò)大產(chǎn)能，主動(dòng)對(duì)接臺(tái)州塑料等相關(guān)行業(yè)。

“從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)打印效率的提高及成本的降低，3D技術(shù)對(duì)模具行業(yè)的影響將不容小覷。”浙大臺(tái)州研究院科技創(chuàng)新處副處長(zhǎng)陳禮剛說(shuō)。

但目前，臺(tái)州乃至全國(guó)的3D打印技術(shù)仍處于最初級(jí)階段，如果一再模仿和簡(jiǎn)單加工，臺(tái)州3D打印“走得早”的優(yōu)勢(shì)就將蕩然無(wú)存。

“現(xiàn)在的3D打印技術(shù)，只能做到輔助企業(yè)新產(chǎn)品的研發(fā)，只能用來(lái)看，而不能直接生產(chǎn)產(chǎn)品，這主要在于目前3D打印的材料，大多以樹脂、尼龍等為主。”陳禮剛說(shuō)，不出意外，今年5月，臺(tái)州和德國(guó)團(tuán)隊(duì)共同研發(fā)的金屬粉末直接打印成型技術(shù)面世，屆時(shí)，生產(chǎn)的任何“產(chǎn)品”都能變成實(shí)實(shí)在在的產(chǎn)品，進(jìn)入千家萬(wàn)戶。

但目前，3D打印目前并不適合批量生產(chǎn)，生產(chǎn)1件和生產(chǎn)1萬(wàn)件的成本單價(jià)基本接近，而且3D打印需要的時(shí)間也較長(zhǎng)。

陳禮剛認(rèn)為，3D打印是傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型的主流趨勢(shì)，打印材料的成本也將隨之下降，成本的降低讓廠商有了更多的資源去設(shè)計(jì)更好更具創(chuàng)意的產(chǎn)品，用戶也就有了更多的產(chǎn)品可以選擇。

聲音

3D打印與模具行業(yè)雙贏互補(bǔ)

浙江大學(xué)臺(tái)州研究院科技創(chuàng)新處副處長(zhǎng) 陳禮剛

3D打印是臺(tái)州傳統(tǒng)制造業(yè)生產(chǎn)上的一種革命，從古至今，我們一直在學(xué)習(xí)如何“減材制造”。比如你想要加工一副模具，那么你需要先購(gòu)買原材料，原材料必須要比你要加工的模具要大，然后我們使用數(shù)控銑、精雕機(jī)來(lái)一步一步地切削掉鋼料，來(lái)得到我們想要的模具。

而3D打印恰恰相反，它是一種“增材制造”，不需要在原材料上切削，直接就得到我們想要的產(chǎn)品。

那么“增材”比“減材”在制造方法上有什么優(yōu)勢(shì)呢？最大的優(yōu)勢(shì)，就是我們不必花大量的精力來(lái)培養(yǎng)各種各種的人才和技術(shù)工了。只需要在機(jī)器上輕輕一按，就可以完成工件的制造，而且可以遠(yuǎn)程加工。

在臺(tái)州，3D打印與模具行業(yè)是雙贏互補(bǔ)的。

目前，臺(tái)州的3D打印企業(yè)還太分散，未來(lái)若把幾家聚集在一起成立專門的3D打印產(chǎn)業(yè)園，增強(qiáng)行業(yè)氛圍，同行之間也能相互切磋，對(duì)于3D打印的技術(shù)推廣都會(huì)有好處。

而隨著材料、制造工藝的逐步改進(jìn)，3D打印在臺(tái)州乃至全國(guó)的應(yīng)用前景將越來(lái)越廣，它將與傳統(tǒng)制造形式相輔相成，共同推動(dòng)我市制造業(yè)的發(fā)展。
來(lái)源：臺(tái)州商報(bào)

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