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智能制造优势突显 3D打印引发创业浪潮

发表于:2019-08-14 11:04 作者:新闻小编 来源:新闻小编

  欧美提出再工业化,其中一项重要内容是以3D打印等技术重塑制造业的竞争力。2010年,美国国情咨文称3D打印为革新了关于制造的一切的技术,为此设立了国家3D打印研究中心,并投资5亿美元引导3D打印产业的科技服务与装备制造活动。目前,美国一些跨国公司制造业业务从我国回流母国,其中一个重要原因,就是根据世界第三次工业革命发展的趋势,研判智能制造创新优势将战胜劳动力低成本优势,英国《经济学家》刊登保罗《制造与创新新的工业革命》一文,对此进行了总结与预测。分析3D打印技术的智能制造特征,结合我国实际,以3D打印技术重塑我国智能制造业,可为我国制造业发展趟出新路。

  3D打印的主要特征

  制造技术的革命性。世界3D打印机技术突飞猛进,3D打印机既不需要用纸,也不需要用墨,而是通过电子制图、远程数据传输、激光扫描、材料熔化等一系列技术,使特定塑料、金属、陶瓷、橡胶、玻璃、色砂等多种可粘合材料或者记忆材料熔化,并按照电子模型图的指示一层层重新叠加起来,最终把电子模型图变成实物。

3D打印技术

  应用领域的广泛性。3D打印技术飞速发展,应用领域不断延伸,已用于产品设计、建筑设计、模具制造、工程施工、汽车船舶等精密部件,核电、航空、航天等高端装备,教育文化、影视传媒、地理信息等领域,也应用到了牙科等医疗业及珠宝,鞋类、服饰等多个与生活息息相关的领域,取得了很大效益。

  效率很高的价值性。3D打印技术对传统制造业实施改造,可大幅提高原材料和能源的使用效率,减少对环境的影响。全球性的交通拥堵的一个重要原因是大量的物流货运,这缘于目前世界上制造与贸易的一大特点,即先造出大量同质化产品后再想方设法销售,再千方百计运输到目的地使用,销售和物流配送网络因此消耗大量资源。3D打印技术依据目标市场进行量身定制,可以就地打印商品,这很大程度上可以解决产能过剩问题并节省物流成本。如,德国一家企业使用相同数量的耗材制造零件,3D打印机的生产效率是传统方法的3倍,与我国东部沿海一家纺织厂合作,就地打印纺织机轴承,将传统流程需84小时制作的零件,在24小时内完成,并省去了物流时间和费用,每个轴承成本由几十欧元降至1欧元。同样,我国大飞机工程中,运用3D激光直接制造技术打印出了C919客机机头工程样件钛合金主风挡窗框。

  创意群体的普适性。3D打印机设备正在向极大和极小两个方向发展。设备的极大化方面,可以制造大型高端设备及产品,这是工业化大企业应用的方向。3D打印机设备极小、成本极低,将引致全民参与式的智能制造的到来。随着社会需求深刻变化,用户对产品由体验性差、无创意概念、完全依赖于工厂设计制造,开始向创意爆发、体验消费、个性设计、自我制造方式转变,这正在推动制造业由共性技术支撑的大规模制造,向个性化技术支持的个性化、智能化制造时代转型。流水生产线让家庭作坊变成了大工厂,如今,3D打印技术改变了制造业流程,让大工厂有望再变成智能制造的家庭作坊。3D打印机巨头Stratasys的北美区渠道经理对3D打印行业预测:2013年消费级3D打印机的销量将会全面超过工业级3D打印机。微型、廉价、宜用的微小设备使得3D打印进入家庭的桌面之上,如,美国的MakerBot公司,主要制造低成本的家用型3D打印机,我国北上广深一线城市和一些传统制造业城市都出现了一批家庭作坊式的3D打印服务。家庭桌面式的3D打印机产业的出现,为全民性的创意、智造奠定了基础。

  3D打印成智能制造产业的主要支撑

  以3D打印技术为基础的智能制造为我国追赶先发国家打开了一扇机会窗口。目前,各国3D打印产业基本处于同一起跑线,发达国家在3D打印产业有优势,但我国的差距并不很大,为此,我国应当实施先发战略,着力以3D打印引领智能制造,实现赶超。

  产业引领的战略性。近两年,继美国宣布支持3D打印机产业发展后,其他一些国家在陆续跟进。发展3D打印产业对一个国家制造业可以产生强大的服务、促进作用,对于引领智能制造业具有全局意义,将其列入战略性新兴产业加以发展壮大适逢其时。

  制定3D打印引领智能制造业路线图。我国应当积极实施以3D打印技术引领我国智造产业发展的战略。技术上,实施引进吸收与自主创新相结合,有效掌握关键核心技术;产业上,实施装备制造与应用服务相互补充,加速拉长产业链条;管理上,实施政府引导与企业主导相互促进,有序铺展智能制造业的市场格局。

快速成型技术

  建设3D打印支撑的智能制造产业链。培育形成3D打印机全产业链,发展3D设备整机制造商、软件配件研发商、打印耗材供应商、网络平台服务商,努力形成3D打印从研发到应用的完整产业链。首先,培育一批3D打印技术企业,在支持小微科技企业政策中,有针对性发展一批3D打印服务企业;在支持高端装备制造业、新材料业发展中,重点培育一批3D打印设备、3D打印材料制造企业。其次,培育国家级的3D打印产业基地。组织实施创建国家智能制造城市工程,培育对创新资源聚集能力强、具有全球影响力的智能制造业都市,成为我国智能制造业的增长极。

  建设3D打印技术智能制造业联盟。可复制我国组织移动通讯TD产业技术创新战略联盟的成功模式,举国家科技和产业之力,形成3D打印技术装备战略联盟。如,整合我国3D打印技术走在前列的大学、企业的力量,通过建立项目协同创新中心等形式,进行技术攻关,扩大技术优势,缩小产业差距,走以中国3D打印技术标准引领世界智能制造产业发展之路。实施国家3D打印产业科技专项,在国家大型重点工程中推广应用3D技术,以工程效果、市场效果形成影响力,引导产业界广泛开展3D打印技术的应用。进行3D打印和智能制造人才培育,在大学、职业学院、技工学校中开设3D打印机技术课程,进行普及教育。

  建立3D打印与智能制造服务平台。借鉴发达国家的做法,设立国家3D打印机技术专门机构,采取政府、大学、企业共组方式建设平台,实行企业化运作,开展3D打印技术科技研发、产品制造等服务活动,同时兼具信息平台功能,收集各行业对3D打印的基本需求,使国家3D打印产业引领智能制造业行为有的放矢。建立3D打印设计市场协同网络,借鉴美国Shapeways公司由客户上传设计或网上选择设计,公司制造并快递产品至客户的做法,在我国目前已经存在的设计网站基础上,通过统一规范流程、数据模型、协同工具,建立3D打印协同设计研发制造平台,形成开放式的网络系统,汇集全球3D打印科技资源,形成智能制造的协同效应。

  3D打印引发创业浪潮

  随着3D打印机价格成本与生产资料的逐步完善,已经到了一般企业和家庭均能接受的合理范围,更多企业愿意投资,也尝试从中找出属于3D打印的商业模式。未来随着3D打印所需的扫描器与设计工具更为简化,3D打印将更为亲民,预计企业采用3D打印机的情形将更为普及。为一般消费者提供3D打印服务,届时势必也将开启一波新的零售商机。

  我国也十分重视3D打印产业,剧悉有不少研究机构和高等学府已经成立相关实验室,并在研究制定3D打印相关战略规划。如果把3D打印看作是一场革命性的变化。那么这种变化同样会影响到我国的制造业发展。因为它将改变制造业的整体格局及发展方向。我国目前还是以制造业加工中心为主,但是随着整个市场发展的需要,个性化、定制化的商品将会日益得到人们的青睐,3D打印将在帮助制造业成功转型方面起到至关重要的作用。

3D打印

  3D打印对传统工业市场带来的冲击,无疑是催生了一个新市场,这就是利基市场,说得通俗点就是小众市场。传统工业是大规模同质化生产,带来的是一个类似的生活模式,你只能被动接受那些工业品,个性产品是富人享受的奢侈品。3D打印由于极其低廉甚至是免费的设计成本,无论生产多少个体成本都相同,这让追求个性化的产品市场成倍数增长。加上现在网络高度发达,你可以在免费网站获取设计文件加以个性化改进,便可网售你的产品。简单地说,只要你敢想,任何一个人都可成为这个市场的供应商。这个市场不会完全取代传统工业生产,但一个分散化、低成本、低风险、差异化的工业生产时代已成为无法阻挡的现实。这将留给我们一个巨大的创业空间。在西方,这个新创业浪潮正在逐步扩大。

  今天的3D打印的主要应用范围还是在工业级市场。如何过渡到更为广阔的民用甚至家庭市场,成为另一个困扰。企业及企业家必须持续关注技术的发展以发掘改善的契机,将3D打印视为一项可带来力量的工具。至于未来如何,要看那些制约3D打印走向最终数字化制造的瓶颈,能否被解决。有一天3DCAD文件像word文档一样普及,或者有专业提供这样数据设计采集的机构存在并服务于大众的话,我们相信,那时一个成熟完善的3D打印时代将不再遥远。

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