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打印,改变行业发展的“神器”

来源: 路桥新闻

电影《十二生肖》中有这样的桥段:成龙扮演的国际大盗用高科技扫描手套获取了国宝兽首的三维数据,远程传输到一台神奇的机器上,没过多久,一模一样的铜兽首复制成功。 

喜欢一个小玩偶,通过机器就能“打印”出来;需要一把椅子,不用传统的机械制造,“打印”出来的椅子一样能让你舒服入座;甚至新设想的模型,只要输入数据、图纸,几个小时之后实物就能摆放在你眼前…… 

这种种看似科幻的场景,如今正在加速走进现实。而帮助其渐行渐近走入我们生活的,正是近期最热门的概念——3D打印,也是被英国《经济学人》杂志称为“将带来第三次工业革命”的数字化制造技术。 

如此神奇的3D打印也已在我区投入应用,这项技术是否真如传说中的那样神乎其技?会对我区的相关行业有何影响? 

珠光街201号,临街的二楼挂着一块招牌,这儿就是浙大台州研究院机电研究所。这里也是我区科技创新孵化基地所在地,机电研究所的办公地点,就在基地的三楼。这个被居民区包围的小院落,让人很难将其和高新技术服务联系在一起。 

而实际上,这里是我区的高新技术产品的研发中试基地,机电研究所是其中的重要分支。2007年由区政府、浙大台州研究院和市科技局三方共建的机电研究所是我区多个创新服务平台之一,掌握着诸如机电控制、自动化设备等多个核心技术。当然,还包括如今最为时髦的3D打印。

数个小时 数据变实物

4月25日,记者在研究所亲眼目睹了3D打印直接“打印”工艺品的全过程。 

在电脑上利用3D软件制作出工艺品的三维模型,将数据命令传输到3D打印机内,机械手接受指令开始运作。轻缓地将白色粉末平推开,从成型室的这一边到另一边,每运作一轮就敷完产品的一层。 

“每次的厚度为0.1毫米,逐层堆砌出需要的产品。大概6到8个小时,产品就能打印出来。这些白色的粉末为尼龙粉,可以充分利用,极少造成物料浪费。”该所的副所长武建伟告诉记者,3D打印,在专业领域的名称为“快速成型技术”,诞生于上世纪80年代,是基于材料堆积法的一种高新制造技术。3D打印的工作原理类似于盖房子,一层层地往上砌,只不过用的材料不是砖头水泥,而是工程塑料、光敏树脂、陶瓷等不同的材料。 

“全部都是一次成型,而且精度很高。”武建伟递过一个“打印”好的工艺品,是一款雕花镂空的圆球。大的套小的,一共套了5层,工艺相当复杂,但制作精美。 

“其实3D打印就在我们身边。假牙、玩具、摩托车零件、塑料日用品,很多东西都可以靠3D打印技术造出来。”武建伟介绍,3D打印技术发展至今,工艺方法已有几十种之多,其中主要工艺有四种基本类型:光固化成型法、分层实体制造法、选择性激光烧结法和熔融沉积制造法。研究所的这台打印设备整机国外进口,采用美国3DSystem选择性激光粉末烧结系统,是几种工艺中较为高端的。打印出来的产品具有强度高、韧性好、耐油耐高温等特点,并且制作出的热性塑料材质的零件可以直接用于功能测试。

便捷精准 颠覆了传统

“在路桥,只有我们研究所才有3D打印的技术,这种技术最大的魅力在于便捷。传统制造流程中,要把工业设计送到工厂,按参数开模具、选材、实验,如果有问题,还要返回设计部门调整参数,不仅麻烦而且成本很高。有了3D打印,就可以迅速地生产出产品样件,解决产品开发链中的关键问题。”武建伟认为,3D打印会影响所有工业生产、产品设计环节,产品厂商竞争的是新产品,更是新产品从设计到进入市场的时间,这个影响不容小觑。 

实际上,我市已经有多个企业与研究所开展了合作,主要集中在新产品开发阶段。 

“摩托车塑料件、风扇叶轮、外观覆盖件……这些都是我们在研究所打印的。”浙江金浪动力有限公司开发部部长徐勇跃对3D打印并不陌生,早在2011年初,公司就与机电研究所有了合作,“第一次是做发动机的外观零件,发现强度各方面都不错,还可以直接进行功能性测试,效果超过预期。现在有什么新设计直接电脑上传数据到那边,当天就可以拿到产品了,很便捷。” 

徐勇跃告诉记者,在没有接触这项技术之前,产品设计打样是采用传统的激光精雕,不仅耗时,精准度和强度还存在欠缺,有些复杂的结构设计不能很好地体现。但这些问题,3D打印可以完美解决。 

“它不需要传统的刀具、夹具及多道加工工序,而是利用三维设计数据在一台设备上可快速而准确地制造出任意复杂形状的零件,解决了许多过去难以制造的复杂结构零件的成形问题。”在徐勇跃看来,如果能解决目前材料单一的问题,能够打造铜铝等金属件,将会对台州的摩配行业产生相当大的影响。这种完全不同于传统制造方式的技术,会深刻影响制造业的未来。

前景广阔 可改变未来

 “3D打印技术目前还不具备批量化、规模化的条件,更不可能让工厂彻底告别车床、钻头、冲压机等传统设备。目前很多打印所用的材料都只能进口,成本高昂。现在我们采用的原材料尼龙粉也是依赖进口,造价为10元/克。”武建伟觉得有些遗憾,打印一个产品要数百元。出于成本考虑,我区目前这一技术的应用还主要集中在制造业的产品设计打样阶段。 

尽管如此,3D打印却已经在我区落地生根,电动车、工艺品、塑料日用品等多个行业都已经有3D打印的影子。 

区科技局科技创新促进中心主任、高级工程师王智熙说,区政府有针对性地引进起点高、技术强的科研院所,引导其在路桥建立分中心或示范中心,与高校签订技术转移中心协议,搭建科技成果转化平台,目的就是让其为路桥的工业转型升级提供科技支持和智力支持。随着材料、制造工艺的逐步改进,3D打印在路桥的应用前景将越来越广。


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