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

DLP珠寶打印機

    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，在臺州，一些3D技術(shù)開發(fā)應(yīng)用的先行者，亦將這項技術(shù)廣接地氣，變?yōu)橹飘a(chǎn)業(yè)升級的新利器。

    3D打印的移軸精度可達到0.0127毫米

    回溯到4年前，那個時候，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，那時大家還沒有意識到它給國內(nèi)制造業(yè)帶來的震動。”現(xiàn)在已經(jīng)是浙江大學(xué)臺州研究院3D打印項目負責人的林凱回憶。

    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)達國家的3D打印技術(shù)早就在設(shè)計制造中推廣普及。

    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，3D打印對傳統(tǒng)的工藝流程、生產(chǎn)線、工廠模式等都是重生再造。”作為土生土長的臺州人，林凱深知3D打印將對當?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)紛紛在臺州“扎根”。

    去年8月，林凱與浙江大學(xué)臺州研究院的相關(guān)學(xué)者共同合作研發(fā)生產(chǎn)3D項目，組成一個20人左右，集研發(fā)、檢修、組裝等的團隊。

    從借鑒到創(chuàng)新，臺州的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)機器、材料和配合臺州當?shù)禺a(chǎn)業(yè)。”

    3D打印的入行門檻不算高，低端愛好者機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，而實際上，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，但是因為成本高達幾百萬元，臺州的企業(yè)還不是非常了解3D打印，前期也不會投入太多成本進行技術(shù)升級，推廣起來很難，基本上是以購買服務(wù)為主。”林凱說。

    目前，浙大臺州研究院已經(jīng)在桌面打印機，光固化機器等方面進行了探索。特別是在桌面3D打印方面，他們的機器在硬件上已處于國內(nèi)領(lǐng)先，用的是伺服電機和閉環(huán)控制系統(tǒng)，而其它普通的3D打印機多數(shù)采用步進電機。這最大的好處就是提高了精密程度，XYZ軸的移動精度可以達到0.0127毫米，處于國內(nèi)領(lǐng)先水平，基本滿足企業(yè)的設(shè)計生產(chǎn)需要。

    助推溫嶺水泵水暖閥門轉(zhuǎn)型升級

    3D打印的水泵可直接進行性能測試

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

    當前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)方面投入更多財力精力，3D打印無疑是首選。

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

    溫嶺的水泵閥門制造全國知名，林凱專門針對溫嶺水泵閥門產(chǎn)業(yè)特點，和英國、德國的實驗室合作研發(fā)高性能尼龍，打印出來的水泵和真機的性能相近，可以直接裝進電機進行測試。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)和浙大臺州研究院達成3D打印合作。

    林凱給記者算了一筆帳，原先一個產(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)進行開模，常常會出現(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，不得不把一個產(chǎn)品分成好幾塊分散加工?，F(xiàn)在設(shè)計師只要把樣圖接入配套的程序，就可以實現(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，臺州的各大院校幾乎都將3D打印技術(shù)“請”進了校園，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)計課程上，原先很多實現(xiàn)不了的設(shè)計，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、機械制造，可以培養(yǎng)創(chuàng)新思維。”臺州職業(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。

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

    “現(xiàn)在正是3D打印投入的機遇期，必須抓準新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的機遇。目前國內(nèi)機器的缺陷是沒有恒溫裝置，3D打印過程中塑料因為熱脹冷縮容易出現(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)計可直接打印出來使用裝配了。”林凱認為，3D打印的研發(fā)之路還任重道遠。

    “目前臺州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，增強行業(yè)氛圍，同行之間也能相互切磋，對于3D打印的技術(shù)推廣都會有好處。”林凱建議。