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3D新聞

3D打印顛覆汽車制造業(yè)

星之球激光 來(lái)源:工控網(wǎng)2013-03-16 我要評(píng)論(0 )   

本屆全國(guó)兩會(huì)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(guó)人大代表、中國(guó)工程院院士黃伯云認(rèn)為,第三次工業(yè)革命就是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和可再生能...

       本屆全國(guó)“兩會(huì)”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(guó)人大代表、中國(guó)工程院院士黃伯云認(rèn)為,“第三次工業(yè)革命”就是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和可再生能源的整合,在這場(chǎng)革命中,數(shù)字化、信息化、智能化、個(gè)性化的生產(chǎn)方式正在取代傳統(tǒng)的人工、機(jī)器。時(shí)下剛剛興起的3D打印技術(shù),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(shù),是利用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采用材料逐層堆積的方法制造實(shí)體零件的技術(shù),其始于20世紀(jì)80年代的快速成形技術(shù)。目前,已經(jīng)發(fā)展出激光燒結(jié)技術(shù)、熔融沉積成形技術(shù)、立體光刻技術(shù)、電子束熔煉技術(shù)、超聲波固結(jié)技術(shù)、噴墨沉積技術(shù)等多種類型。而從嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō),噴墨沉積技術(shù)才是真正的3D打印。

  相對(duì)于傳統(tǒng)的材料去除(切削加工)技術(shù),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(shè)計(jì)數(shù)據(jù)在一臺(tái)設(shè)備上可快速而精確地制造出任意復(fù)雜形狀的零件,解決了許多過(guò)去難以制造的復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件的成形問(wèn)題。而且產(chǎn)品結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,制造效率越顯著。

  當(dāng)前,中國(guó)正處于從“中國(guó)制造”向“中國(guó)創(chuàng)造”邁進(jìn)的重要時(shí)期,同傳統(tǒng)制造技術(shù)相比,增材制造技術(shù)能夠讓設(shè)計(jì)師在很大程度上從制造工藝及裝備的約束中解放出來(lái),更多關(guān)注產(chǎn)品的創(chuàng)意創(chuàng)新、功能性能。

  增材制造技術(shù)還通過(guò)簡(jiǎn)化或省略傳統(tǒng)制造中的工藝準(zhǔn)備、試驗(yàn)等環(huán)節(jié),使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)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(shù)對(duì)于增強(qiáng)我國(guó)制造業(yè)自主創(chuàng)新能力具有重要意義。

  作為一項(xiàng)新興技術(shù),增材制造技術(shù)的發(fā)展能夠催生和培育增材制造設(shè)備與相關(guān)服務(wù)新產(chǎn)業(yè),包括零部件委托加工、專業(yè)設(shè)計(jì)分析、軟件開(kāi)發(fā)等業(yè)務(wù)。發(fā)展增材制造技術(shù)有助于帶動(dòng)金屬和功能材料制備、設(shè)計(jì)/控制軟件開(kāi)發(fā)、激光器/噴嘴等核心元部件研發(fā),打破國(guó)外壟斷。發(fā)展增材制造技術(shù)能夠進(jìn)一步推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同制造、定制化制造、專業(yè)化制造和綠色制造,促進(jìn)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(jié)構(gòu)、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重要途徑。

  眼下的3D打印技術(shù),不能僅用“好玩”兩個(gè)字來(lái)形容,因?yàn)楸е杂^者的心態(tài),往往會(huì)忽視對(duì)所在行業(yè)的顛覆性影響。對(duì)我國(guó)汽車行業(yè)而言,3D打印技術(shù)或?qū)⒁l(fā)一場(chǎng)革命,改變傳統(tǒng)制造模式,應(yīng)該引起汽車企業(yè)的高度關(guān)注和積極參與。

       從國(guó)際層面看,3D打印已從一個(gè)流行的概念變成了一個(gè)新興行業(yè)。有人專門著書《3D打印新世界》介紹這一技術(shù),美國(guó)總統(tǒng)巴拉克奧巴馬還在國(guó)情咨文中提到這項(xiàng)新技術(shù),并希望3D打印成為令美國(guó)制造業(yè)重新煥發(fā)出活力的重要推動(dòng)力。今年年初,世界首款3D打印汽車Urbee 2在美國(guó)面世,它是一款三輪的混合動(dòng)力汽車,絕大多數(shù)零部件來(lái)自3D打印,耗時(shí)2500小時(shí)。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(wàn)美元,已接到14個(gè)訂單。

  從國(guó)內(nèi)情況看,一些跨國(guó)公司也在嘗試將3D打印技術(shù)應(yīng)用于汽車制造過(guò)程之中。通用汽車中國(guó)(微博)前瞻技術(shù)科研中心已將這一技術(shù)引入,幫助開(kāi)發(fā)汽車模具。據(jù)介紹,以往研發(fā)一款新車,制造一個(gè)零部件,僅開(kāi)模就需要至少兩三周時(shí)間,現(xiàn)在利用3D打印技術(shù),制作時(shí)間縮短到一兩個(gè)小時(shí)。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(wú)疑可為未來(lái)的大規(guī)模應(yīng)用積累經(jīng)驗(yàn)、培養(yǎng)人才。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

  “一旦3D打印技術(shù)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(guó)內(nèi)汽車業(yè)資深分析人士指出,在新車量產(chǎn)前,開(kāi)發(fā)大量模具耗時(shí)、費(fèi)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(duì)于一些小眾需求,汽車企業(yè)也可以考慮。比如,消費(fèi)者希望讓自己新車門把手與眾不同?,F(xiàn)在這樣的需求是不可能滿足的,因?yàn)橹谱饕粋€(gè)新把手就要開(kāi)個(gè)新模具,其成本數(shù)十萬(wàn)元計(jì),如果能夠利用3D打印,那么成本只增加了一點(diǎn)點(diǎn)。

  但是對(duì)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(tái)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(tái)車,打印機(jī)就要應(yīng)對(duì)所有材料,使他們都能適應(yīng)打印的過(guò)程,并使這些材料實(shí)現(xiàn)其功能。

  3D打印技術(shù)之所以應(yīng)該受到我國(guó)自主車企的關(guān)注,并不是因?yàn)橛袊?guó)際慣例,從根本上來(lái)看,這是科技發(fā)展的新方向,是自主創(chuàng)新的一個(gè)新載體,關(guān)系汽車制造模式的震裂和重構(gòu)。事實(shí)上,從目前看,3D打印技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用還處在萌芽階段,在一段時(shí)間內(nèi)還不具備規(guī)模生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性。但這項(xiàng)技術(shù)一旦在未來(lái)某個(gè)節(jié)點(diǎn)上得到突破,將大大提高制造的生產(chǎn)效率。當(dāng)前,工信部高層已經(jīng)表態(tài)將推動(dòng)3D打印產(chǎn)業(yè)化,科技部對(duì)3D打印相關(guān)戰(zhàn)略規(guī)劃正在研究制定中。

       在3D打印技術(shù)問(wèn)題上,自主車企要跟得上、跑得快。首先,應(yīng)收集這方面的信息,高層管理者跟蹤、了解、關(guān)注這項(xiàng)技術(shù)目前的應(yīng)用情況。其次,如果有機(jī)會(huì),不妨去已經(jīng)應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)的汽車企業(yè)去參觀學(xué)習(xí)。最后,積極參與、設(shè)立或聯(lián)合設(shè)立這樣的研發(fā)項(xiàng)目,進(jìn)行前瞻性研究和開(kāi)發(fā)。

  提升技術(shù)前瞻能力,并非跨國(guó)汽車公司的專利,也應(yīng)成為自主車企打造競(jìng)爭(zhēng)力體系的一部分。無(wú)論是時(shí)下流行的3D打印技術(shù),還是被跨國(guó)公司熱衷的無(wú)人駕駛汽車技術(shù),無(wú)不牽涉未來(lái)汽車制造業(yè)的發(fā)展。不能忽視的是,這些技術(shù)并非單一技術(shù)品種,而是由多種新技術(shù)集合而成。如果不及時(shí)跟蹤,晚一步怕是要步步晚,最終可能喪失全部競(jìng)爭(zhēng)力。

  因此,我國(guó)自主車企在造好車的同時(shí),也要著力構(gòu)建自己的技術(shù)前瞻競(jìng)爭(zhēng)力,真正樹(shù)立國(guó)際視野,緊跟世界新技術(shù)潮流。不要作3D打印這類先進(jìn)技術(shù)的旁觀者,而要主動(dòng)做實(shí)踐者、甚至是引領(lǐng)者。

 

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