浙江大學(xué)臺(tái)州研究院研發(fā)的“創(chuàng)想者”3D打印機(jī)

DLP珠寶打印機(jī)

    日前，數(shù)幢3D打印的建筑集中亮相江蘇，讓人再次見到3D打印把“天馬行空”變成“腳踏實(shí)地”的魔力。從備受質(zhì)疑到飛躍性發(fā)展，3D打印的發(fā)展不過短短幾年的時(shí)間，如今，它正在給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來一次又一次地震，與此同時(shí)，在臺(tái)州，一些3D技術(shù)開發(fā)應(yīng)用的先行者，亦將這項(xiàng)技術(shù)廣接地氣，變?yōu)橹飘a(chǎn)業(yè)升級(jí)的新利器。

    3D打印的移軸精度可達(dá)到0.0127毫米

    回溯到4年前，那個(gè)時(shí)候，3D打印在國內(nèi)還只是“象牙塔”中的傳說。

    “3D打印最先是在國內(nèi)高校中的科研院所里，那時(shí)大家還沒有意識(shí)到它給國內(nèi)制造業(yè)帶來的震動(dòng)。”現(xiàn)在已經(jīng)是浙江大學(xué)臺(tái)州研究院3D打印項(xiàng)目負(fù)責(zé)人的林凱回憶。

    2012年，尚是“門外漢”的林凱在多次出國考察的過程中發(fā)現(xiàn)，日本、美國等發(fā)達(dá)國家的3D打印技術(shù)早就在設(shè)計(jì)制造中推廣普及。

    回國后，林凱迅速在家鄉(xiāng)黃巖成立了3D打印工作室。“黃巖有模具之鄉(xiāng)的美譽(yù)，3D打印對(duì)傳統(tǒng)的工藝流程、生產(chǎn)線、工廠模式等都是重生再造。”作為土生土長的臺(tái)州人，林凱深知3D打印將對(duì)當(dāng)?shù)啬Ｋ苄袠I(yè)的沖擊。

    同樣有敏銳市場嗅覺的還有黃巖合創(chuàng)快速制造技術(shù)有限公司、華曙高科、浙大臺(tái)州研究院等，這些在國內(nèi)外3D打印頗有研究的科研院所、企業(yè)紛紛在臺(tái)州“扎根”。

    去年8月，林凱與浙江大學(xué)臺(tái)州研究院的相關(guān)學(xué)者共同合作研發(fā)生產(chǎn)3D項(xiàng)目，組成一個(gè)20人左右，集研發(fā)、檢修、組裝等的團(tuán)隊(duì)。

    從借鑒到創(chuàng)新，臺(tái)州的3D打印技術(shù)走過艱難的自我摸索之路。“3D打印設(shè)備在臺(tái)州主要用于工業(yè)用途，設(shè)備穩(wěn)定性一定要好，材料方面也有海正PLA生產(chǎn)基地的先天優(yōu)勢，共同研發(fā)機(jī)器、材料和配合臺(tái)州當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)。”

    3D打印的入行門檻不算高，低端愛好者機(jī)器最便宜的不足千元。我們平常見到的3D打印主要是桌面打印機(jī)，而實(shí)際上，3D打印還分為激光燒結(jié)、光固化等。

    “雖然激光燒結(jié)等精度上都有優(yōu)勢，但是因?yàn)槌杀靖哌_(dá)幾百萬元，臺(tái)州的企業(yè)還不是非常了解3D打印，前期也不會(huì)投入太多成本進(jìn)行技術(shù)升級(jí)，推廣起來很難，基本上是以購買服務(wù)為主。”林凱說。

    目前，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內(nèi)領(lǐng)先，用的是伺服電機(jī)和閉環(huán)控制系統(tǒng)，而其它普通的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，處于國內(nèi)領(lǐng)先水平，基本滿足企業(yè)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)需要。

    助推溫嶺水泵水暖閥門轉(zhuǎn)型升級(jí)

    3D打印的水泵可直接進(jìn)行性能測試

    不開模具就做出樣品，對(duì)于臺(tái)州不少企業(yè)來說，3D打印已經(jīng)見怪不怪了。

    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打印無疑是首選。

    如何和當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)深度融合？浙大臺(tái)州研究院選擇的是“產(chǎn)業(yè)抱團(tuán)”。

    溫嶺的水泵閥門制造全國知名，林凱專門針對(duì)溫嶺水泵閥門產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)，和英國、德國的實(shí)驗(yàn)室合作研發(fā)高性能尼龍，打印出來的水泵和真機(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帳，原先一個(gè)產(chǎn)品直接開模要幾千甚至上萬元，一旦產(chǎn)品不滿意，還要重新做?，F(xiàn)在水泵企業(yè)購買整套3D打印設(shè)備也就2萬元左右，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)過程變得更加“私密”。“過去企業(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?，F(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。

    3D技術(shù)應(yīng)用不斷推廣

    這兩年來，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，成了放飛孩子創(chuàng)新思維的重要“老師”，有的甚至探索開設(shè)3D打印課程和專業(yè)。

    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；在一些中小學(xué)的勞技課上，打印一些上課所使用的道具；一些幼兒園，小朋友可以通過在專門的軟件上做畫，就可以實(shí)現(xiàn)直接打印……

    “3D打印技術(shù)可以培養(yǎng)創(chuàng)新精神，尤其是青少年，如果從小接觸創(chuàng)新設(shè)計(jì)、機(jī)械制造，可以培養(yǎng)創(chuàng)新思維。”臺(tái)州職業(yè)技術(shù)學(xué)校的學(xué)生更是開設(shè)了3D照相館挖掘起了商機(jī)。

    林凱告訴記者，目前自主研發(fā)的機(jī)器加上代理的國外品牌，每個(gè)月有可觀的銷量。

    “現(xiàn)在正是3D打印投入的機(jī)遇期，必須抓準(zhǔn)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的機(jī)遇。目前國內(nèi)機(jī)器的缺陷是沒有恒溫裝置，3D打印過程中塑料因?yàn)闊崦浝淇s容易出現(xiàn)變形的現(xiàn)象，如果能夠讓成形倉恒溫，那么今后許多材料都可以被打印出來，很多設(shè)計(jì)可直接打印出來使用裝配了。”林凱認(rèn)為，3D打印的研發(fā)之路還任重道遠(yuǎn)。

    “目前臺(tái)州3D打印企業(yè)還太分散，可以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。”林凱建議。