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從大飛機到核電站:王華明成增材製造推動力量

來源:財經2015-01-27 我要評論(0 )   

風靡全球的3D打印技術,正在進入中國高端裝備製造業(ye) :國產(chan) 大飛機與(yu) 三代核電站。  主要推動力量,來自北京航天航空大學教授、國

 風靡全球的3D打印技術,正在進入中國高端裝備製造業:國產大飛機與三代核電站。

  主要推動力量,來自北京航天航空大學教授、國家技術發明一等獎獲得者王華明。他的研發團隊以技術入股,分別與(yu) 中航重機和南風股份組建合資公司,致力於(yu) 在中國高端製造領域推廣3D打印。

  3D打印的“增材”製造思路,確有不可比擬的優(you) 勢。中國航空企業(ye) 和核電設計院擁有資本與(yu) 技術實力,自然捷足先登。

  在國際上,以美國為(wei) 首的部分發達國家,將3D打印視作製造業(ye) 複興(xing) 的重要方向;同時,國內(nei) 外也有不少業(ye) 內(nei) 人士認為(wei) ,這項技術成本高、質量不穩定,對其前景看空。對這一領域持觀望態度的產(chan) 業(ye) 資本,更是多數。

  “增材製造”

  學名“增材製造”的3D打印,是近年來最熱門的概念。

  這一概念,與(yu) 傳(chuan) 統製造業(ye) 的“減材製造”相對應,不經過機床銑、車、鑽等傳(chuan) 統“減材”切削加工,而是通過堆疊材料,來直接形成最終產(chan) 品的一種製造理念。

  美國總統奧巴馬,在2013年國情谘文中多次提及3D打印,將其視作美國實現製造業(ye) 複興(xing) 的重要途徑,這讓其風靡一時。

  在這份國情谘文中,奧巴馬展望了未來美國經濟發展的藍圖,他特別強調了兩(liang) 大方向:產(chan) 業(ye) 回歸和3D打印技術的廣泛應用,“工人們(men) 將在美國學習(xi) 和使用3D打印,這項技術可能顛覆整個(ge) 工業(ye) 體(ti) 係。”

  奧巴馬的言論,經過媒體(ti) 解讀和放大,迅速成為(wei) 全球輿論焦點。

  事實上,這一概念並不新鮮,正是起源19世紀末“照相雕塑快速立體(ti) 成型”的思想,業(ye) 內(nei) 稱之為(wei) “上上世紀的思想,上世紀的技術,本世紀的市場。”

  北京航天航空大學教授王華明告訴筆者,增材製造技術在國內(nei) 並非新鮮概念,雖然目前已在航空等領域有所突破,但短期內(nei) 很難大規模應用於(yu) 工業(ye) 生產(chan) 。

  王華明是fun88官网平台增材製造領域帶頭人,國家技術發明一等獎獲得者。他直言,目前媒體(ti) 上炒作的商業(ye) 3D打印,多用於(yu) “娛樂(le) 目的”,僅(jin) 僅(jin) 是增材技術在非金屬模型領域的應用,並不代表該項技術的發展方向。

  隻有高端裝備製造領域的高性能金屬構件生產(chan) ,或生物醫學支架生產(chan) 等領域,才能真正發揮3D打印的高科技優(you) 勢,整個(ge) 打印過程宛如春蠶吐絲(si) 般,層層包裹,形成最終的形態。

  這對打印材料形成了極其苛刻的要求。目前,可供打印的材料品種主要有石膏、尼龍、樹脂、金屬等,原材料的形態限定在粉末狀、絲(si) 狀和液體(ti) 狀等僅(jin) 有的幾大類,絕非普通意義(yi) 上的“材料”。

  在二三十年前,3D打印技術已經可以使用樹脂等材料製作產(chan) 品。電影《碟中諜》中,3D打印可以迅速打印出一張“人皮麵具”,其細節早就深入人心。

  近幾年,3D打印可處理的材料範圍擴大到了金屬,這才引發了業(ye) 界對3D打印的高度關(guan) 注,乃至被美國政府視作重振美國製造業(ye) 的重要方向。

  在工業(ye) 製造上,某些結構複雜的“異形”設備或零件,對加工精度和技術有著極高要求,但是,3D打印卻可以輕鬆突破這種“幾何約束”,理論上會(hui) 大大降低製造難度和成本。

  航空領域突破

  作為(wei) 中國3D打印技術產(chan) 業(ye) 化應用的領軍(jun) 人物,王華明正致力於(yu) 在中國航空與(yu) 核能領域推廣該技術。

  目前,他的團隊分別與(yu) 中航重機和南風股份組建了專(zhuan) 業(ye) 從(cong) 事3D打印技術研發和推廣的子公司“中航激光”和“南方增材”,想借助上市公司力量,推動3D打印在工業(ye) 化領域的落地。王華明團隊以技術入股,在兩(liang) 家子公司中均占股約30%,。

  目前,3D打印在航空領域的進展領先於(yu) 核電。中航工業(ye) 董事長林左鳴曾對外表示,中國近年來在航空航天領域取得了一係列重大突破,離不開增材製造技術的飛速發展。

  軍(jun) 用飛行器的相關(guan) 設備,由於(yu) 特殊需要,設計非常複雜,傳(chuan) 統生產(chan) 思路從(cong) 來是做“減”法。通過切割、磨削、腐蝕、熔融等工序製作零部件,然後再拚裝或焊接成最終產(chan) 品。

  這種製造思路,工藝複雜,難度超群,還會(hui) 造成原材料的巨大浪費,成本不菲。

  例如,F22戰鬥機的機翼和機身連接件,用傳(chuan) 統工藝製造,需要三個(ge) 鍛件拚裝而成。此時,3D打印的技術優(you) 勢就凸顯出來,使用鈦合金激光3D打印技術,一氣嗬成。

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