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3D新聞

“中國智造”新模式:3D打印不會讓製造業回流歐美

星之球科技 來源:中國科學院2013-09-23 我要評論(0 )   

如果說2D打印機屬於(yu) 辦公用品,3D打印機則將會(hui) 成為(wei) 個(ge) 性化製造工具。3D打印機所能使用的材料很多,如塑料、金屬、沙子甚至巧克力、人體(ti) 幹細胞等。在打印表現形式上也更豐(feng) ...

        如果說2D打印機屬於(yu) 辦公用品,3D打印機則將會(hui) 成為(wei) 個(ge) 性化製造工具。3D打印機所能使用的材料很多,如塑料、金屬、沙子甚至巧克力、人體(ti) 幹細胞等。在打印表現形式上也更豐(feng) 富,有噴墨沉積、熔融沉積、激光燒結、電子束熔煉、超聲波固結等十幾種。

 

  3D打印機是由控製組件、機械組件、打印頭、耗材和介質等架構組成,一般采用分層加工、疊加成型的方式:每一層打印分為(wei) 兩(liang) 步,首先噴灑一層均勻的粉末,然後在需要成型的區域噴灑一層特殊膠水,粉末遇到膠水迅速固化黏結,而沒有膠水的區域仍保持鬆散。在一層粉末一層膠水的交替下,實體(ti) 模型將會(hui) 被“打印”成型,打印完畢後隻要從(cong) 粉末堆中取出模型即可,剩餘(yu) 粉末還可循環利用。

 

  作為(wei) 快速成形技術的一種,3D打印由於(yu) 無需模具就可加工任意複雜的中空形狀,解決(jue) 了許多過去難以製造的複雜結構(如航空發動機葉片)的成形問題。3D打印的優(you) 勢在於(yu) :簡化產(chan) 品的製造程序,縮短產(chan) 品的研製周期,提高效率並降低成本。

 

  雲(yun) 端服務讓製造變得個(ge) 性化

  如果為(wei) 一萬(wan) 名用戶定製個(ge) 性化的服裝,在目前人工條件下工作量和成本都將變得不可接受。而3D打印能利用攝像頭自動采集、分析提取每位用戶的體(ti) 貌個(ge) 性特征,並自動根據視覺美感進行形狀設計、顏色與(yu) 膚色搭配等,可極大縮減定製周期。

 

  3D智能數字化設計軟件是3D打印的核心,目前有兩(liang) 大類實現方法:第一類是使用3D設計軟件,由設計師設計數字化產(chan) 品。第二類是3D掃描(俗稱3D照相),基於(yu) 計算機視覺、模式識別與(yu) 智能係統、光機電一體(ti) 化控製等技術對物體(ti) 進行掃描采集,以進行數字化重建。

 

  智能數字化涉及眾(zhong) 多學科,門檻較高。不過,這些技術將來會(hui) 以雲(yun) 端智能化服務的形式提供給普通用戶和開發者。以通過“智能雲(yun) 網”模式定製一雙鞋子為(wei) 例,用戶隻需在手機上下載一個(ge) App應用,給自己的雙腳拍幾張照片,並指定喜歡的款式和顏色,之後位於(yu) 雲(yun) 端的智能計算服務將根據用戶上傳(chuan) 的照片重建出3D腳形,把鞋子設計出來,並在雲(yun) 製造集群中搜索鄰近的打印點打印。

 

  雲(yun) 製造的優(you) 勢在於(yu) 資源可以智能擴展,可以自動平衡負載,為(wei) “規模定製”運營模式提供最佳支持。製造商可以根據項目的實際需求,如本批次是定製1千件還是1萬(wan) 件,來構建一個(ge) 臨(lin) 時的集群。每個(ge) 雲(yun) 製造商的產(chan) 能可能很小,但集群後的整體(ti) 產(chan) 能完全可以滿足項目需求且非常經濟靈活。“智能雲(yun) 網”作為(wei) 3D智能數字化的具體(ti) 應用,在雲(yun) 製造的過程中發揮了良好作用。“中國智造”的產(chan) 業(ye) 機遇

 

  以3D照相館打印一件6英寸的全彩雕像為(wei) 例,在歐美等發達國家,人工費用昂貴,設計和打印一件的成本價(jia) 約為(wei) 2493元人民幣。而全部成本在“中國智造”模式下可控製在100元人民幣以內(nei) 。

 

  正如中科院王飛躍研究員在“從(cong) 社會(hui) 計算到社會(hui) 製造的變革意義(yi) ”中所描述的那樣,3D打印已成功將虛擬的智能數字化技術與(yu) 實實在在的工業(ye) 產(chan) 品連接在一起了,其革命性意義(yi) 超越了之前個(ge) 人電腦和互聯網的出現。

 

  2010年,中國約有1.3億(yi) 人從(cong) 事製造業(ye) ,約占全球製造業(ye) 工人的40%。同時,中國的競爭(zheng) 優(you) 勢早已不僅(jin) 僅(jin) 是低成本的普通勞力,還有大量雇傭(yong) 成本適中的中等技術智力人才以及完善的產(chan) 業(ye) 鏈條、高度適應性的巨大產(chan) 能和巨大的市場。中國的研發設計能力實際上是過剩的,一站式3D打印機將給我國廣大技術人員研發高附加值、個(ge) 性化定製的創新產(chan) 品開啟一片廣闊天地。

 

  由此可見,即使在由“批量生產(chan) ”轉向“批量定製”的時代,以3D打印為(wei) 代表的“第三次工業(ye) 革命”仍有很大的希望在中國落地生根,形成“中國智造”的新模式,而不是製造業(ye) 回流到歐美。智能數字化技術將深刻改變傳(chuan) 統行業(ye) 的產(chan) 業(ye) 模式,將為(wei) 我國製造業(ye) 的轉型發展帶來前所未有的機遇。

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