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最火史玉升3D打印技术的产业化发展现状和展望

发布时间:2021-09-19 08:25:07 阅读: 来源:办公柜厂家

史玉升:3D打印技术的产业化发展现状和展望

近日,第三次工业革命、新工业革命和3D打印(增材制造)正成为时下中国最热的词汇,由工业和信息化部、科技部、中国科学院、中国工程院联手主办的 新工业革命与增材制造 国际研讨会于6月26日在北京展览馆报告厅隆重召开,工业和信息化部苏波副部长、工业和信息化部规划司肖华司长、工业和信息化部运行监测协调局肖春泉局长、财政部经济建设司李方旺制冷系统就开始工作副司长、工业和信息化部规划司韦俊副司长、工业和信息化部原材料司高云虎副司长、工业和信息化部装备工业司王卫明副司长、工业和信息化部军民结合司周少清副司长、工业和信息化部国际合作司赵文智副司长、《3D打印》作者 胡迪 里普森教授及麦尔芭 库日曼女士、FMD技术创始人 Stratasys公司董事会主席Scott Crump先生、Materilise公司执行副总裁Bart巴特先生、美国总统科技技术办公室助理主任Thomas Kurfess先生、西北工业大学齐乐华教授、北京航空航天大学王华明教授、上海交通大学王成焘教授、北京航空制造工程研究所总工程师李志强、北京太尔时代科技有限公司总裁郭弋、武汉滨湖机电技术产业有限公司董事长史玉升、中国电子信息产业发展研究院罗文院长、中国电子信息产业发展研究院党委书记宋显珠等政府领导、国内外知名学者、一线专家和产业同仁出席了此次会议。

武汉滨湖机电技术产业有限公司董事长史玉升出席本次 新工业革命与增材制造 国际研讨会并发表了以 3D打印(增材制造)技术的产业化发展现状和展望 为题的专题演讲,以下为演讲实录:

厂家为了节省本钱

史玉升:

各位专家,各位嘉宾,上午好!

我们武汉滨湖机电技术产业有限公司地处武汉中国光谷,从事机电一体化装备的研究、开发、生产和销售,是集科工贸于一体的高新技术企业。公司以华中科技大学快速制造中心为依托单位,生产快速制造装备,提供快速制造/快速制模/三维测量成套技术,并进行技术服务和咨询。前面的嘉宾讲的非常好,学了很多东西。我汇报的题目是《产业化发展的线索和展望》。

我汇报是从以下几个方面。

第一,3D打印技术的意义。前面有些专家讲了,是为社会制造形成创新的原动力,体现以下几个方面。

1.拓展产品创意创新的空间。传统的设计方法是面向制造工艺的设计。设计的时候是考虑制造工艺。采用3D打印方法,面临性能的问题,充分发挥设计的创造空间,只要能设计出来,就有可能做出来,对传统的设计理论方法提出了挑战。状的结构,或者是做的生物制造,怎么设计?理论方法上的一个挑战。

2.极大降低产品研发的成本和创新研制的周期。这个大家比较理解了。

3.简化制造提高产品的制造。3D打印很重要的途径就是整体制造,过去分割成很多块,制造出来,通过焊接连接在一起,现在可以整体制造出来。这是我们特别是在当前的制造业,大型化、整体化,复杂化,非常重要的,可以减少很多部件,多一个环节,多打印机内装有液体或粉末等“打印材料”一个风险。

4.制造出传统方法无法加工零部件,极大增强了工艺的实现。内部是状的,可以减轻重量,传统方法无法造成。

材料,比如陶瓷、碳业,用这个方法就比较容易了,包括符合材料,采用3D打印的方法就比较容易实现。促进绿色的制造模式,过去的这种,大家看,车间的污染很严重,这是打印机的人员来实现,因为我们的雾霾天气,很多对社会污染很重要,制造过程对环境污染是一方面,还有节约材料,减少排量等等。绿色制造模式,将来很多东西可以做成状的东西,这是我们研究的,把这个做成状的,材料减少70%,制造减少60%,材料减少也就是节省资源,减少污染、减少排放,进行绿色制造。很多过去实心的东西,想办法要做成空心的,状的。从力学上来说,是不差的。但是重量减轻,材料减少。变革传统的制造模式,形成新形的制造体系,人人变成工厂,没有现在的物流,送什么货,将来送货是上数字信息的传输。支撑个性化的定制,将来很容易可以实现,催生专业化的创新模式。

第二,国内外产业发展现状。美国的发展自从奥巴马讲话之后就开始热了,2011年6月,美国发布的政策。2012年美国政府宣布将在联合国建立一个以政府共同出资的做3D打印的制造公司,今年2月份,奥巴马专门提出了3D打印的技术之后,更加火爆,美国人是既做又宣传,欧洲人是埋头做,欧洲3D打印做得非常好。经济学杂志上写了一篇文章,我国,包括这次工业和信息化部组织多次的3D打印的规划,专家论证会,各地也热,包括很多企业,去年年底工程院提出了战略研讨会,发展战略研讨会的增产工程项目的成果之一,今年六月底之前验收。

产业方面,其中上午讲到的,是直接制造,这是一个新的技术,实际上这种技术还有怎么用于提升和改造传统的制造业?这种技术出来,不是传统的前期加工,怎么来提升和改造传统制造业,这个技术讲到的,这方面做了大量的工作,效益非常好。第一是传统铸造工业相结合,这是一个快速制造。现在这个技术传统的制造业是占主流的,怎么提升和改造?传统的模具制造相结合,还是大批量的,怎么用这个技术制造模具,特别是用于住宿、压缩,做任意随行的,让冷却效率更好,更均匀,还有一个我们现在做的,实现材料的整体成形,这个三维图形,很快得到这样的零部件,这个零部件跟锻件的水平是差不多的,通过传统工艺,现在新型的工艺出来以后要得到认证,只改变前端的。

直接制造,刚才已经讲过了。直接制造也可能做高分子复合材料,也是直接制作。这方面我们也做了很多的工作。这是我们做的牙齿,我们就不讲了。牙齿骨骼方面,发展趋势是打印软组织,这是一个发展趋势,大家正在研究,硬件方面是没有问题的。运用于文化创意领域,这个市场量非常大,电影领域,过去复杂的道具,科幻片等等,很多都可以用3D打印创造出来,用于日常生活,刚才讲过了,从头到尾全部打印,都可以实现,打印住房,我们现在打印房子零部件,这个用于创造制造行业的新模式,刚才郭戈已经说了。通过社会媒体推荐,客观销售这个市场,这个怎样产业化?这有很多的,现在友做到的,设计出很多个性化的东西。

3D打印行业目前的现状怎样?据美国权威杂志2013年统计,3D打印行业产值增长28.6%,达到了22.04亿美元,这个产业每年增速非常高,或者不是直线增长,突然来一个增长也有可能,这种技术给传统产业、文化创意、医疗领域,带来的间接的社会效益是不可估量的,这个连续三年增长量是超过了20%。3D打印的一个瓶颈问题是材料的问题,打印牙齿骨头可以,打印心脏,这样子的材料,这是很重要的,材料是非常重要的。

2012年3D打印材料销售额是4亿多美元,现在目前主要以高分材料为主要的。3D打印服务的销售额,我买一个3D打印,给别人提供加工,这样达到7亿多美金,增长达到42.2%,今年3D打印以后,估计后面也在增长。3D打印机本延伸光学原件制造、液晶屏制造、光电装备组装等光学产业链身也接近20%。我们采用的材料是高分子,我们研发这样子的材料,以及打印机,这是很快的,这是第几代产品,做出的很多的零部件,另外一个我们做的就是材料采用片状的材料,还有我们采用的是大家写字的材料,现在我们发布到塑料、陶瓷、金属片,把材料变成片,前面的齐教授所说的,把金属熔化,这个片一卷,这是我们所做出的很多很多东西。

我们采用粉末状的材料,我们分为金属跟非金属两类装备。金属,我们非金属的3D打印技术,做的,客户的需要量,要量向大量开始,这需要整体打出来,三星打出来,这是不行业,要整体。一米四乘以一米四,大型社会面临的两个问题,做出的效率高不高,精不精,两个基础上到四个扫描的基础,这是两次的,四个同时做战,即保证效率,这是我们一个参展的设备,大家可以去看。我们有一系列的研发设备,满足不同客户的要求,这是我们比较大的一些设备,这是做蜡模,通过铸造得到这个零件,前端的工具提升和改造,后端的标准是有的。

这个道理是一样的。这时候跟621合作,跟欧洲合作的,这个是非常复杂的,整体造出来的,过去是要分开焊接的,现在整体做出来的一个蜡模,要进行热疲劳试验等等,3D直接打印出来了,动态的运行,现在还没有一系列的数据,需要拿出标准,长期的考核试验,过去是锻件,通过铸造的方法得出这个方案,这个可以。

3D打印我们可以直接打印出来各种塑料,符合材料等等很多文件可以打印出来。这是符合各种各样的材料,可以将纳米材料,各种添加剂做出来。另外传统的制造技术的结合,有些大型的,是用沙的。开发的发动机,只要把这个发到这里,发送到打印机上面,对应在上面,造到一起,这是要求一个量,这样的话要有一定的量,对性能有要求,汽车里面是是汽车零部件最复杂的,传统的方法,做的周期长,成本高。

另外,也可以做陶瓷,因为很多高额的浇筑是陶瓷性的,另外也可以用这种方法做出陶瓷。除了上面的非金属以外,我们也开发出了用激光直接选择6,李总介绍的,用激光在上面扫描,复杂精细的装备,今天我们这边来了两个装备,一台是大型的协同作战,另外一个是激光,直接熔化做金属的,做出来的,飞机的空芯叶片,精度是很高的,精密铸造的表面,需要配合的面加工一下,不配合的面不加工,达到这样子的一个部分。很多用于医疗、牙齿,用于临床应用。利用这种技术做模具,做出的模具,这样冷却起来,对他来说很容易,大家可以做出其他的工具,这个也可以打开看,抛开来看。这是做出来的模具。

另外,我们把这个技术和传统的热压技术结合,可以达到锻炼的标准,单位的标准要高,涡轮排量,钛合金涡轮,整体做出来的,性能达到锻炼的标准以上,再把它镶嵌和焊接。这个可以看到力学性,单位的标准,拉伸强度来说,锻炼是890多,整个是一千多的标准。超过了锻件的标准,625就非常好,通过锻件的标准,达到了锻件的水平。技术结合起来,里面是一种材料,外面是另外一种材料。结合的非常好。红的是一种材料,现在我们所做的,外面是红瓷,里面是金属,外面起保护作用,里面是金属,这是符合的。

3D打印技术的展望,目前运用最多的模型、圆形、高性能的制造,这是目前最多的,市场量最大的东西,未来在模具,我们在广东东莞这边,已经提出强烈的要求,要模具做冷却,医疗刚才提到了,电子方面刚才的教授已经讲过了,我们需要什么线路打印什么线路,将来可以把元器件一起打印上去,组织工程,生物制药,智能结构,在内部打印的时候,把传感器装进去,还有其他的位置领域,这种技术总结一下,3D打印技术和传统的加工,模具制造这两种技术相比,特点是无处不在,看得见的地方,都有可能。目前遇到的问题怎样提升3D打印技术的水平,效率很高,快打印出来一个零件,特别精准,模具快了,高精度,精度和传统的加工方法,别法比,性能还不能保证锻炼的水平,锻炼可以在高温旋转的领域,动态的领域,3D打印目前还没有人敢用,热疲劳的试验,这些是将来产业化的根本。

社会的络和管理的模式,这个就不展开了,将来怎样推动这种技术的和应用。3D打印技术将来会广泛融入生活,不限于工业医学等等方面,还可以和文商农教育等等方面,每个小孩也许自己打印出来一个变形金刚出来,提高小孩的教育,中小学都要采用这样的技术,提高小孩子的创造力。

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