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增材制造对中国是挑战还是机会?

作者:www.cechina.cn2013.05.20阅读 2205

        近来一个制造业的话题在美国成为热门,那就是增材制造(Additive manufacturing),也就是我们通常说的3D打印技术。美国总统奥巴马在其国情咨文的讲演中强调了增材制造技术作为重振美国制造业核心技术之一的重要性,以及此项创新技术所带来的重大机遇。那对于大洋彼岸的中国而言,这是否也同样的战略机会呢?
        全球著名产品全生命周期管理和服务提供商PTC公司的总裁兼首席执行官Jim Heppelmann先生告诉我,增材制造可抛开产品传统的复杂加工工艺,快速成型,降低制造成本,中小企业将因此而受益。PTC可以帮助制造业企业创建产品的3D模型,而这是增材制造的前提基础。然而,他并不认为当前,增材制造技术会给中国带来战略机会,相反控制工程网版权所有,带来威胁的可能性更大。这是因为增材制造作为美国重振高端制造业的重点技术,一旦企业大量采用,生产成本将得到有效降低,这样就会大幅减少制造外包,而是把制造都交给机器设备自动化地完成即可了。当然,事分两面,Heppelmann先生说控制工程网版权所有,如果中国能有效采用此技术,自然也可以减少其向更低劳动成本国家的制造外包业务。
        Heppelmann先生也许并不知道,中国除了市场上能见到的以树脂、工程塑料为原料的3D打印机外,以金属为原料的增材制造技术也领先世界。金属零件激光增材制造技术以高功率或高亮度激光为热源,逐层熔化金属粉末,直接制造出任意复杂形状的零件,其实质就是CAD软件驱动下的激光三维熔覆过程,其制造速度快,节省材料,降低成本CONTROL ENGINEERING China版权所有,更无需采用模具,对于制造传统方法难于生产甚至无法生产的形状复杂零件尤其有效。在航空领域,我国多款先进飞机的复杂部件制造都已成功采用增材技术加以完成,工件强度、应力指标都堪称完美。这是歼15和运20的设计总师在两会期间分别对媒体公开披露过的了。ARC分析师Scott Evans近期披露:“当今增材制造技术提供商主要集中在美国、西欧和以色列,但亚洲、拉美新兴经济体将参与其中。在中国多所高等院校正在积极开发将增材制造技术商业化的工程项目。这些动向将推动此技术从区域变成全球性技术。”
        另外,新技术的出现也有隐忧。不久前有外媒报道有人用3D打印造枪并能完成射击,只是受加工材料限制,击发6次随即报废了。现实说明:新技术给生产者提供了完全不同的制造体验,而且可以说是基于零件3D数字化模型可实现的任意柔性的自动化加工手段,加工不见得一定要在工厂中完成,一些相关的法规、约束也应该随之跟上。
        当然也有对增材制造持谨慎观点的专家意见。Siemens PLM Software 大中华区售前技术总监方志刚先生告诉我:3D打印技术在华应用已有较长时间和广泛的范围了,主要应用集中在产品研发的实体建模阶段,通常称之为快速成型技术,可以快速生产出产品实体样机,这是从产品设计数字化虚拟样机进入到实体化验证阶段的重要实用技术。当前他没有看到任何制造业企业使用3D打印技术进行实际产品生产,原因主要还是产品结构强度,性能和设计要求存在很大差距。而Siemens集团内部由中央研究院牵头进行,Siemens PLM Software扮演重要角色的“智能制造”项目,正是基于产品/工件3D模型,给生产者在提供加工工艺的专家系统,从而只需少量的人机交互设定CONTROL ENGINEERING China版权所有,即可实现准确、自动化地加工工艺生成控制工程网版权所有,并在数控加工机床上自动实施加工。而这种技术相对成熟,已经被国内很多制造企业实际采用了,效果显著。对于3D打印,方志刚指出其在当前模具使用中有应用空间。此前铸件浇铸的沙箱内腔工件模具需要用石膏模等方式实现,现在可直接打印出来,既精确又快捷。
        对于增材制造的前景,您有什么观点,欢迎和我交流 。
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