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醫(yī)療激光新聞
3D打印與工業(yè)制造 牽手容易但相愛很難
星之球科技 來源:中原網(wǎng)2015-08-29 我要評(píng)論(0 )
8月25日,青島國際機(jī)電五金暨焊接切割與機(jī)器人博覽會(huì)開幕,作為日漸火爆的高端科技,3D打印在展會(huì)上吸引了眾多人的目光,這其中不乏制造業(yè)專業(yè)人士。他們對(duì)3D打印給中...
8月25日,青島國際機(jī)電五金暨焊接切割與機(jī)器人博覽會(huì)開幕,作為日漸火爆的高端科技,3D打印在展會(huì)上吸引了眾多人的目光,這其中不乏制造業(yè)專業(yè)人士。他們對(duì)3D打印給中國傳統(tǒng)制造業(yè)能帶來哪些變化,提出了許多不解和疑問。這引起了我們深深的思考:為什么3D打印在日漸火爆的環(huán)境下,真正的應(yīng)用行業(yè),比如工業(yè)制造和智能機(jī)器人行業(yè),卻鮮有人了解?里面到底缺失了什么?3D打印與這些行業(yè)的對(duì)接上仍然處在一個(gè)初級(jí)階段,沒有能真正實(shí)現(xiàn)行業(yè)驅(qū)動(dòng)。
制造業(yè)是一個(gè)國家工業(yè)強(qiáng)弱的標(biāo)志,3D打印的應(yīng)用領(lǐng)域雖然在不斷的拓寬,但如果僅僅是打印一個(gè)人像、一個(gè)玩偶、打印一把吉他,停留在桌面機(jī)應(yīng)用層面,它又能體現(xiàn)多少價(jià)值,出路又在何方?這是我們不能不深思的一個(gè)問題。
國際環(huán)境:3D打印驅(qū)動(dòng)工業(yè)制造是趨勢(shì)
3D打印技術(shù)發(fā)端于美國,隨后在世界各地開花結(jié)果。3D打印技術(shù)帶來的分散化生產(chǎn)及消費(fèi)者多元化的需求,正逐步影響著傳統(tǒng)制造業(yè)的國際分工格局。3D打印與工業(yè)制造的融合引起了越來越多國家的重視。
2013年德國政府提出了“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略,其中提出的重大任務(wù)就是聚焦于“智能工廠”和“智能生產(chǎn)”。之所以選擇這兩個(gè)主題,主要在于推進(jìn)工廠智能化,不僅能夠創(chuàng)造前所未有的產(chǎn)品、大幅提高生產(chǎn)效率,還能夠解決當(dāng)前社會(huì)面臨的許多問題。為了對(duì)接德國《工業(yè)4.0》政策,歐盟發(fā)布了最新“3D打印標(biāo)準(zhǔn)化路線圖”,以規(guī)整3D打印技術(shù)在發(fā)展戰(zhàn)略中的位置及方向。美國政府更是充分認(rèn)識(shí)到3D打印技術(shù)在推動(dòng)傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)中的重要性,并在重振美國制造業(yè)的一系列發(fā)展方案中,將3D打印列為11項(xiàng)重要技術(shù)之一。另外,日本著力推動(dòng)3D打印產(chǎn)業(yè)鏈后端,不斷嘗試將本國已取得的技術(shù)成果在工業(yè)中進(jìn)行推廣和應(yīng)用。南非政府將目光投向大型3D打印機(jī)設(shè)備的研制和開發(fā),將核心激光設(shè)備研制與扶持激光技術(shù)協(xié)同發(fā)展。
可以說,在國際環(huán)境下,用3D打印驅(qū)動(dòng)工業(yè)制造已在眾多國家里形成了共識(shí),并逐漸成為一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。
國內(nèi)現(xiàn)狀:應(yīng)用市場(chǎng)薄弱亟待喚醒
2015年,《國家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)計(jì)劃(2015-2016年)》以及《中國制造2025》相繼出臺(tái),彰顯了我國對(duì)于發(fā)展3D打印產(chǎn)業(yè)的決心。在8月24日,李克強(qiáng)總理主持的國務(wù)院專題講座中,更是提到3D打印是制造業(yè)有代表性的顛覆性技術(shù),具有重大價(jià)值。要促進(jìn)中國制造上水平,既要在改造傳統(tǒng)制造上“補(bǔ)課”,同時(shí)還要瞄準(zhǔn)世界產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展前沿,要加快3D打印、高檔數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人等新技術(shù)新裝備的運(yùn)用和制造。
國家政策利好,對(duì)于3D打印驅(qū)動(dòng)中國制造產(chǎn)生著極其重要的推動(dòng)作用。但我們也不能忽視目前國內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀。
3D打印機(jī)分桌面級(jí)和工業(yè)級(jí),前者以民用為主,后者偏向工業(yè)應(yīng)用。根據(jù)三迪時(shí)空3D智造云平臺(tái)數(shù)據(jù)顯示,與發(fā)達(dá)國家相比,中國的3D打印還停留在概念層面,尚無成熟的商業(yè)模式。從應(yīng)用層面來講,低端運(yùn)用已經(jīng)趨于飽和,企業(yè)扎堆低端FDM型3D打印,工業(yè)級(jí)應(yīng)用則由于成本高、技術(shù)欠缺等問題,市場(chǎng)占比不足三成。
從實(shí)際發(fā)展情況來看,目前國內(nèi)3D打印產(chǎn)業(yè)無論從企業(yè)規(guī)模、研發(fā)投入、產(chǎn)品成熟度、市場(chǎng)開發(fā)、材料開發(fā)等多個(gè)角度來看,依然處于起步階段,從設(shè)備到產(chǎn)品再到服務(wù)仍停留在“高級(jí)玩具”階段。
3D打印技術(shù)在我國還處于成長期,產(chǎn)業(yè)體量相對(duì)較小。目前國內(nèi),3D打印企業(yè)還是主要以中小企業(yè)形式存在。同時(shí),中國制造業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)3D打印技術(shù)的認(rèn)識(shí)還存在欠缺,原因或是推廣不到位,或是技術(shù)限制,或是創(chuàng)新觀念的僵化,這就導(dǎo)致3D打印在工業(yè)制造領(lǐng)域的整體市場(chǎng)需求不足。
3D打印市場(chǎng)徘徊多年,還有個(gè)原因,就是在工業(yè)制造應(yīng)用上,這項(xiàng)技術(shù)仍欠缺強(qiáng)度和精度,而且,工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)的設(shè)備和原材料都比較昂貴,因此,在產(chǎn)業(yè)化初期,這項(xiàng)技術(shù)更為適合新產(chǎn)品的開發(fā)和小批量零件的生產(chǎn)。
但是,我們也欣慰的發(fā)現(xiàn),國內(nèi)從政府到企業(yè),普遍認(rèn)可3D打印技術(shù)的發(fā)展前景,政府和社會(huì)普遍關(guān)注3D打印技術(shù)將對(duì)我國現(xiàn)有的生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)、制造模式等產(chǎn)生積極的影響。
3D打印在制造領(lǐng)域已展露了頭角,像工業(yè)設(shè)計(jì)、模具制造、零部件制造都會(huì)在新聞報(bào)道中,看到3D打印的身影。牽手制造業(yè),已并非難事。但真正廣泛地融入到制造業(yè)中,實(shí)現(xiàn)中國智能制造的驅(qū)動(dòng),還有很長的一段路要走。
在《中國制造2025》戰(zhàn)略規(guī)劃發(fā)布后,業(yè)內(nèi)分析未來3D打印將成為中國智能制造發(fā)展的一個(gè)支柱產(chǎn)業(yè)。但根據(jù)市場(chǎng)反應(yīng)來看,在產(chǎn)品制造過程中,僅僅依靠3D打印的單打獨(dú)斗是不行的。受材料和技術(shù)的影響,目前3D打印產(chǎn)品仍無法滿足零件應(yīng)用上某些指標(biāo)要求。即便3D打印能夠保證金屬產(chǎn)品的強(qiáng)度指標(biāo),但這也僅僅是滿足了工業(yè)制造的基本要求。成本高、效率不高、技術(shù)不成熟等問題仍然存在,并且它的制造精度尚不能與傳統(tǒng)的超精度加工技術(shù)相提并論。
桌面級(jí)3D打印機(jī)的爆發(fā)和工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)的相對(duì)缺失,也導(dǎo)致3D打印與制造領(lǐng)域的融合速度放慢,整個(gè)工業(yè)應(yīng)用也缺乏市場(chǎng)整合開拓。目前環(huán)境下,3D打印在工業(yè)領(lǐng)域還談不上顛覆或取代傳統(tǒng)工業(yè)制造。只有3D打印與傳統(tǒng)制造技術(shù)真正結(jié)合起來,為傳統(tǒng)制造業(yè)增加更多個(gè)性化及智能化元素,才能推動(dòng)制造業(yè)的升級(jí)轉(zhuǎn)型,才能實(shí)現(xiàn)中國制造向中國智造的轉(zhuǎn)變。
3D打印融入機(jī)床領(lǐng)域或成制造業(yè)主流趨勢(shì)
數(shù)控機(jī)床位于整個(gè)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的上端,下游行業(yè)主要包括汽車工業(yè)、國防軍工、航天航空、電子信息產(chǎn)業(yè)等。3D打印與數(shù)控機(jī)床兩者并無本質(zhì)差別,區(qū)別在于兩者的制造方式和工藝。機(jī)床是減法制造,3D打印是加法制造。雖然3D打印作為一項(xiàng)顛覆性技術(shù)登上舞臺(tái),但兩者在當(dāng)前一段時(shí)間還將處于共存狀態(tài)。不過隨著技術(shù)的推動(dòng),將3D打印技術(shù)融入到機(jī)床領(lǐng)域,二者取長補(bǔ)短,將會(huì)是目前工業(yè)制造的主流趨勢(shì)。
當(dāng)前,3D技術(shù)已開始向機(jī)床領(lǐng)域邁進(jìn)。美國就將傳統(tǒng)的機(jī)床設(shè)備升級(jí),使其能夠采用激光工程化凈成形(LENS)實(shí)現(xiàn)金屬3D打印。DMG MORI公司也將銑削加工技術(shù)與激光金屬沉積加工工藝結(jié)合在了一起,應(yīng)用到了一臺(tái)具有完整銑削功能的激光熔覆加工機(jī)床上,打造了金屬3D打印復(fù)合5軸加工機(jī)床。該工藝采用了一套粉末噴嘴,其在粉末床中的加工速度要比激光燒結(jié)加工技術(shù)快20倍。
3D打印與工業(yè)制造,牽手容易但相愛難
在《中國制造2025》中,3D打印和高端數(shù)控機(jī)床被擺放在了相當(dāng)重要的位置。若3D打印技術(shù)能融入機(jī)床領(lǐng)域,對(duì)數(shù)控機(jī)床來說,無疑是如虎添翼。不僅可以使生產(chǎn)制造效率提高,而且還可以完成許多制造難題,這也將會(huì)給數(shù)控機(jī)床帶來一個(gè)跳躍式的發(fā)展!
3D打印改變工業(yè)制造,我們?cè)撛趺囱a(bǔ)課?
中國未來是以信息技術(shù)與制造技術(shù)深度融合為特征的智能制造模式,正在引發(fā)整個(gè)制造業(yè)的深刻變革。3D打印是制造業(yè)有代表性的顛覆性技術(shù),實(shí)現(xiàn)了制造從等材、減材到增材的重大轉(zhuǎn)變,改變了傳統(tǒng)制造的理念和模式,具有重大價(jià)值。正如李克強(qiáng)總理所言,促進(jìn)中國制造上水平,既要在改造傳統(tǒng)制造上“補(bǔ)課”,同時(shí)還要瞄準(zhǔn)世界產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展前沿。
打鐵還需自身硬,及時(shí)跟蹤和了解國際同行的先進(jìn)技術(shù)和發(fā)展方向,并加大科研投入,引導(dǎo)科研與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)相結(jié)合是一堂必修課。加強(qiáng)共性技術(shù)研究,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)研學(xué)三方在市場(chǎng)機(jī)制下的合作互補(bǔ),并充分發(fā)揮市場(chǎng)機(jī)制的作用,尋找一個(gè)更成熟度商業(yè)模式,讓3D打印與傳統(tǒng)制造業(yè)互利共進(jìn)。3D打印將會(huì)對(duì)未來工業(yè)制造業(yè),特別是中國市場(chǎng)的工業(yè)制造行業(yè),開創(chuàng)一個(gè)新的格局。而從目前的發(fā)展趨勢(shì)來看,這一觀點(diǎn)已開始凸顯。
3D打印已蹣跚的進(jìn)入了工業(yè)制造領(lǐng)域,目前牽手容易,相戀難。未來融合之路,還要走一段,但我們相信不會(huì)太遠(yuǎn)。真正融合那一刻,也是中國制造向中國智造騰飛之時(shí)。
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