本屆全國“兩會”上,科技發(fā)展、新能源以及由此引發(fā)的“第三次工業(yè)革命”議題再次受到熱議。全國人大代表、中國工程院院士黃伯云認為,“第三次工業(yè)革命”就是互聯(lián)網(wǎng)技術和可再生能源的整合,在這場革命中,數(shù)字化、信息化、智能化、個性化的生產(chǎn)方式正在取代傳統(tǒng)的人工、機器。時下剛剛興起的3D打印技術,集上述特征為一身,被稱為“瘋狂制造”。
3D打印也稱增材制造技術,是利用計算機設計數(shù)據(jù)采用材料逐層堆積的方法制造實體零件的技術,其始于20世紀80年代的快速成形技術。目前,已經(jīng)發(fā)展出激光燒結技術、熔融沉積成形技術、立體光刻技術、電子束熔煉技術、超聲波固結技術、噴墨沉積技術等多種類型。而從嚴格意義上來說,噴墨沉積技術才是真正的3D打印。
相對于傳統(tǒng)的材料去除(切削加工)技術,增材制造采用的是材料累加的制造方法,不需要傳統(tǒng)的刀具、夾具及多道加工工序,而是利用三維設計數(shù)據(jù)在一臺設備上可快速而精確地制造出任意復雜形狀的零件,解決了許多過去難以制造的復雜結構零件的成形問題。而且產(chǎn)品結構越復雜,制造效率越顯著。
當前,中國正處于從“中國制造”向“中國創(chuàng)造”邁進的重要時期,同傳統(tǒng)制造技術相比,增材制造技術能夠讓設計師在很大程度上從制造工藝及裝備的約束中解放出來,更多關注產(chǎn)品的創(chuàng)意創(chuàng)新、功能性能。
增材制造技術還通過簡化或省略傳統(tǒng)制造中的工藝準備、試驗等環(huán)節(jié),使得產(chǎn)品設計、制造、檢測高度一體化,能夠顯著縮短新產(chǎn)品研發(fā)周期和研發(fā)成本。因此,增材制造技術對于增強我國制造業(yè)自主創(chuàng)新能力具有重要意義。
作為一項新興技術,增材制造技術的發(fā)展能夠催生和培育增材制造設備與相關服務新產(chǎn)業(yè),包括零部件委托加工、專業(yè)設計分析、軟件開發(fā)等業(yè)務。發(fā)展增材制造技術有助于帶動金屬和功能材料制備、設計/控制軟件開發(fā)、激光器/噴嘴等核心元部件研發(fā),打破國外壟斷。發(fā)展增材制造技術能夠進一步推進網(wǎng)絡化協(xié)同制造、定制化制造、專業(yè)化制造和綠色制造,促進高端裝備制造、生物制造等產(chǎn)業(yè)發(fā)展。因此,發(fā)展增材制造是培育新興產(chǎn)業(yè)、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構、促進產(chǎn)業(yè)升級的重要途徑。
眼下的3D打印技術,不能僅用“好玩”兩個字來形容,因為抱著旁觀者的心態(tài),往往會忽視對所在行業(yè)的顛覆性影響。對我國汽車行業(yè)而言,3D打印技術或將引發(fā)一場革命,改變傳統(tǒng)制造模式,應該引起汽車企業(yè)的高度關注和積極參與。
從國際層面看,3D打印已從一個流行的概念變成了一個新興行業(yè)。有人專門著書《3D打印新世界》介紹這一技術,美國總統(tǒng)巴拉克奧巴馬還在國情咨文中提到這項新技術,并希望3D打印成為令美國制造業(yè)重新煥發(fā)出活力的重要推動力。今年年初,世界首款3D打印汽車Urbee 2在美國面世,它是一款三輪的混合動力汽車,絕大多數(shù)零部件來自3D打印,耗時2500小時。據(jù)這款車的制造者介紹,將量產(chǎn)這款轎車,并透露該車成本為5萬美元,已接到14個訂單。
從國內情況看,一些跨國公司也在嘗試將3D打印技術應用于汽車制造過程之中。通用汽車中國(微博)前瞻技術科研中心已將這一技術引入,幫助開發(fā)汽車模具。據(jù)介紹,以往研發(fā)一款新車,制造一個零部件,僅開模就需要至少兩三周時間,現(xiàn)在利用3D打印技術,制作時間縮短到一兩個小時。盡管通用汽車目前還尚未直接打印汽車,但這種前期的嘗試無疑可為未來的大規(guī)模應用積累經(jīng)驗、培養(yǎng)人才。#p#分頁標題#e#
“一旦3D打印技術大量使用,汽車生產(chǎn)環(huán)節(jié)傳統(tǒng)的制作模具的環(huán)節(jié)可以被完全替代,生產(chǎn)周期和成本有望大幅下降。”國內汽車業(yè)資深分析人士指出,在新車量產(chǎn)前,開發(fā)大量模具耗時、費錢,而如果利用3D打印制作模具,有望使汽車制造工藝做到又快又好。
對于一些小眾需求,汽車企業(yè)也可以考慮。比如,消費者希望讓自己新車門把手與眾不同。現(xiàn)在這樣的需求是不可能滿足的,因為制作一個新把手就要開個新模具,其成本數(shù)十萬元計,如果能夠利用3D打印,那么成本只增加了一點點。
但是對于3D打印制作整輛轎車,一些專業(yè)人士也提出了不同的看法。“整輛車需要使用各種完成不同的材料,雨刷器的塑料就和中控臺的塑料不同,而且還有大量的金屬。”該分析人士指出,如果要打印整臺車,打印機就要應對所有材料,使他們都能適應打印的過程,并使這些材料實現(xiàn)其功能。
3D打印技術之所以應該受到我國自主車企的關注,并不是因為有國際慣例,從根本上來看,這是科技發(fā)展的新方向,是自主創(chuàng)新的一個新載體,關系汽車制造模式的震裂和重構。事實上,從目前看,3D打印技術在汽車領域的應用還處在萌芽階段,在一段時間內還不具備規(guī)模生產(chǎn)的經(jīng)濟性。但這項技術一旦在未來某個節(jié)點上得到突破,將大大提高制造的生產(chǎn)效率。當前,工信部高層已經(jīng)表態(tài)將推動3D打印產(chǎn)業(yè)化,科技部對3D打印相關戰(zhàn)略規(guī)劃正在研究制定中。
在3D打印技術問題上,自主車企要跟得上、跑得快。首先,應收集這方面的信息,高層管理者跟蹤、了解、關注這項技術目前的應用情況。其次,如果有機會,不妨去已經(jīng)應用這項技術的汽車企業(yè)去參觀學習。最后,積極參與、設立或聯(lián)合設立這樣的研發(fā)項目,進行前瞻性研究和開發(fā)。
提升技術前瞻能力,并非跨國汽車公司的專利,也應成為自主車企打造競爭力體系的一部分。無論是時下流行的3D打印技術,還是被跨國公司熱衷的無人駕駛汽車技術,無不牽涉未來汽車制造業(yè)的發(fā)展。不能忽視的是,這些技術并非單一技術品種,而是由多種新技術集合而成。如果不及時跟蹤,晚一步怕是要步步晚,最終可能喪失全部競爭力。
因此,我國自主車企在造好車的同時,也要著力構建自己的技術前瞻競爭力,真正樹立國際視野,緊跟世界新技術潮流。不要作3D打印這類先進技術的旁觀者,而要主動做實踐者、甚至是引領者。
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