3D打印:制造业数字化智能化的典型技术

   2024-11-06 工业品商城106
核心提示:在历经了充满挑战的2019年上半年后,我国工业增加值呈现出6.3%的同比增长率,尽管相较以往有所放缓,但仍保持着持续性的增长势头;然而,值得注意的是,我国装备制造业的增长速度却出现了显著的下滑趋势,成为了阻碍工业整体增长的主要因素。近期,国务院组织召开了一场关于加速推进先进制造以及3D打印等相关议题的专题讲

   在历经了充满挑战的2019年上半年后,我国工业增加值呈现出6.3%的同比增长率,尽管相较以往有所放缓,但仍保持着持续性的增长势头;然而,值得注意的是,我国装备制造业的增长速度却出现了显著的下滑趋势,成为了阻碍工业整体增长的主要因素。近期,国务院组织召开了一场关于加速推进先进制造以及3D打印等相关议题的专题讲座,会议明确指出,3D打印作为制造业中极具代表性的颠覆性技术,其所蕴含的巨大价值不容忽视。3D打印、高档数控机床、工业机器人等新兴技术和装备,已然成为我国制造业发展的前沿阵地,有望将我国装备制造业的价格优势与性能、质量优势相结合,进而实现我国制造水平的全面提升。

  随着国家对于3D打印技术的日益关注和重视,3D打印已逐渐成为信息技术与制造技术深度融合的热点领域,并成为智能制造领域的核心焦点之一。那么,3D打印究竟在制造业中扮演何种角色?为何当前3D打印技术的实际应用进展相对缓慢呢?

  华曙高科首席执行官许小曙博士在接受《中国电子报》采访时,表达了他的观点:“3D打印技术作为‘制造业数字化智能化’的典型代表,其日渐成熟的发展态势必将推动新材料技术和智能制造技术实现跨越式的进步。在航空航天、汽车制造等高端工业领域,3D打印将起到至关重要的作用,有效填补大规模、标准化现代工业体系中的空白。”

  据了解,借助于3D打印加工服务平台,我们得以将订单管理、生产计划、服务反馈、设备管理等多项环节有机整合,实现在订单生成、生产安排、销售推广、售后服务等全产业链条之间的高效连接及协同运作。通过实时数据收集、设备故障自我诊断及修复、系统参数自动调整等功能,以及相关大数据的深度挖掘和分析,可以实现对设备运行状况的综合性评估、预警提示及调整改善,大幅提升生产效能,这无疑是智能工厂理念最为切实可行的实践体现。许小曙进一步表示。

  此外,通用电气(GE)全球对外传播总监华春牧向《中国电子报》透露:“GE在此基础之上,提出了智能工厂这一创新概念,其中包含以下几个关键要素:首先便是3D打印增材制造技术的广泛运用;其次通过Predix平台进行大数据挖掘与分析的过程管理;最后是如何让机器人及自动化技术完美地融为一体。”

  立足于更为广阔的应用场景角度来看,3D打印在智能工厂中所展示出的独特魅力,正是得益于其综合运用了诸如信息技术、新材料技术、数字制造技术等多门学科知识,无需依赖模具即可直接成型,且无需对原材料进行切割、组装等繁琐操作,不受产品结构复杂程度的限制,成功突破了传统加工工艺的束缚,堪称典型的柔性可重构制造系统。这种制造方式不仅极大地缩短了产品设计、研制及验证周期,更使得产品制造逐步迈向个性化、定制化的全新模式。消费者们可以根据自身需求,量身打造符合心意的产品,每个人都可以成为创造的主体,从而彻底颠覆以集约化、标准化为代表的传统大规模生产模式,使得“社会化制造”及“分布式制造”成为现实。

  总的来说,3D打印在复杂构件制造、个性化、定制化制造等方面具有无可比拟的优越性,尤其在缩短研发周期、降低制造成本、优化零件结构等方面表现突出。

  上海联泰三维科技有限公司董事长邹波先生在接受《中国电子报》采访时阐述,在技术层面来看,将3D打印技术与工业环节相融合所涉及到的概念可被视为复合型加工,这其中包含了增加金属材料以及削减非必要部分的双重操作,乃至将加工中心和3D打印机完美融汇于一体。这种模式在模具制造业及零部件精密加工产业中得到了广泛应用。然而,增材工艺面临的最大挑战在于精准度,而减材工艺则在单个成型的成本控制方面存在较大困难。若能够将增材与减材两种工艺有机结合,便可以有效地解决上述两个难题。然而,目前该项技术在我国尚未得以实现。

   当谈及3D打印技术在工业领域的实际应用时,邹波先生透露道:“现阶段,3D打印技术在工业领域的主要应用集中在航天领域,其次便是医疗领域。据了解,3D打印在医学领域的应用范围相当广泛,预计其市场规模高达60亿美元。至于航天领域,国外已经开始大量运用3D打印技术,一种方式是通过间接利用3D打印技术来生产零部件,另一种方式则是直接使用3D打印技术进行零部件制作。”

  对于3D打印技术在工业领域的未来发展趋势,邹波先生持以下观点:“相比之下,3D打印在工业领域的应用之路相对较为漫长,但在医疗领域,我们坚信其应用前景将会迅速扩展并迎来爆发期。以口腔种植修复领域举例,当前阶段几乎所有的相关治疗都可以采用3D打印技术来代替传统方法。”

  许小曙先生同样表达了类似的看法,他指出:“无论是在汽车制造、航空航天还是医疗卫生等诸多重要应用领域,3D打印技术均具有无限广阔的发展空间。除此之外,在家用电器、电动工具、复杂模具制造、艺术设计等多个细分领域,3D打印技术也拥有着无可估量的市场潜力。”

  比如在汽车制造领域,华曙高科联合德国化工巨头共同研发出适用于汽车工业的定制化3D打印装备与原材料,从而使得汽车功能性零部件得以直接制造。目前,全新研制的该类设备已经开始在德国及美国众多知名汽车制造商中投入测试验证工作;再如在航空航天领域,华曙高科运用3D打印技术为中国航天科工生产固体火箭发动机点火装置壳体结构,并成功实现了地面试车一次性成功;最后在医疗领域,3D打印技术在辅助骨科、口腔科、血管外科等多个科室开展术前规划、手术模拟、导板订制等患者辅助临床治疗方面,已经积累了丰富的实践经验。


 
 
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