做了近十年香水瓶的生产商林老板,今年去工厂的频率明显减少了。以前每次研发出新款瓶型,林老板都得一趟趟跑工厂,开模打样。今年林老板把打样环节,直接放进了3D打印机,省了不少事。这种略显神秘的技术,最突出的优点是无需机械再加工或模具,能直接从计算机图形数据生成任何形状的物体。
科幻成真
在最近上映的大片《普罗米修斯》中,21世纪末的人类开着飞船去探索宇宙,探险队在未知的洞穴里放出几个飞行的扫描器,对洞穴里的情况进行扫描,与此同时,飞船里就能相应地显示出扫描到的三维地图模型。
“这就是一种3D打印技术,类似3D航拍。其实不用等到21世纪末的未来,现在就能实现。”杭州先临三维科技股份有限公司副总经理黄贤清说。
“3D打印技术在原理上并不复杂,就是一个获取数据,再打印实物的过程。”黄贤清介绍,首先要有3D立体模型图,然后配套的软件会把这张图上的物体数据模型进行一系列数字切片,这些切片信息传送到打印机,打印喷头立刻启动,根据切片信息,一层层极薄地堆叠出立体物件,最薄打印层厚度能达到0.016毫米。
简单来说,传统的制造就像是在“做减法”,在一大块原材料上切除不需要的部分,而3D打印制造就像是“做加法”,按照电脑的设计,把需要的部分堆叠出来。按照这样的技术,很多在传统制造上不能实现的一体化制造就能实现。“比如要做一个空心球,传统工艺是不可能实现一体化的,只能靠焊接,而3D打印就能做到。”黄贤清说。
打印赛车
从世界上第一台3D打印机诞生至今已有20多年。国外已经有了年销售额上亿的3D打印服务公司,除了简单的杯子、首饰和设备零配件外,3D打印机还能用来生产赛车、钟表,甚至运用到航空航天、军事和医药等高端领域。
浙江华震数字化工程有限公司得到了敦煌方面的认可,下个月就要开始对莫高窟彩釉佛像进行拍摄,还原精度相当高的莫高窟原佛像。
松下家用电器(杭州)有限技术服务公司现在是先临三维公司的一个稳定客户。松下家用电器新研发的样机不少零部件,都是通过3D打印出来的,只是以前需要到日本去做,现在则可以直接在杭州当地完成了,大大提高了新产品的开发速度。
杭州的六维齿科也在利用3D打印技术,他们主要进行牙齿正畸和数字化种牙。传统种牙时,医生是凭经验直接种的,现在利用3D打印技术,可以先扫描患者牙齿,获得3D数据图后打印出个牙模,确定准确的种牙位置,减少风险和痛苦。
黄贤清说,不同的3D打印机有不同的工艺。目前比较常见的是用激光来烧结金属、树脂、亚克力和尼龙塑料等粉末。只是按照现在的技术,还只能打印单个材料的产品,无法做混合材料的3D打印生产。
成本大减
在杭州先临三维科技股份有限公司下沙的3D打印服务中心,一台三门冰箱大小的3D打印机,使用塑料尼龙粉末材料,通过激光器烧结技术进行加工。完成后,只需从打印机肚子里拿出并清理周围多余的粉末,就可以得到三维数据的实物模型。
“目前有不少制造业企业使用3D技术打样,相比直接去工厂开模,较大地节省了成本。”黄贤清说。
温州的林老板是一个传统的香水瓶生产商,林老板以前要出新款瓶型,都要去当地的工厂开模打样,每开一个模,工厂要收两三万元,如果设计的实物有问题,或者客户不喜欢,就要重新开模打样。
今年4月份,林老板第一次接触到3D打印技术,立即产生浓厚的兴趣。从事3D打印工作的周莹说,现在他们的3D打印技术还不能用玻璃来打印,只能用透明的亚克力代替,效果还不错。关键是用3D打印生产,每出一个样品只需要几百元的成本,一般第二天就能出样。
黄贤清说,目前与先临三维公司合作的,主要是大型企业和一些设计公司。相比传统工厂的开模生产,单件类、小批量的生产,用3D打印技术更节省成本。他们的收费一般是按照产品的重量来计算,像树脂类的产品,大概是10多元人民币/克。
在义乌从事饰品生产和销售的周明旺说,现在有很多生产创意类产品的企业,都对3D打印技术很感兴趣。从事圣诞用品生产和出口的浙江中杰进出口公司总经理方百中说,现在他每年要推出数十款新品,每设计一款圣诞礼品,开模费要数万元,将来采用3D打印,这部分研发费用将大大降低。
浙江制造面临变革和挑战
现在杭州先临三维科技股份有限公司的3D打印业务,比一年前增长了80%左右,但黄贤清觉得远远不够,在他的规划里,将来3D打印服务将和现在的复印店一样,遍地开花,消费者也不是去商场超市购买流水线上的产品,而是带着U盘或是手机,直接到3D打印店里去生产和购买属于自己的独一无二的产品。
对这一远景持同样看法的浙江省工业研究所副总经济师徐松屹说,3D打印技术的发展,对浙江的制造业来说,既是一个机遇,也是一场严峻的挑战,“浙江是传统制造业大省,制造生产能力很强,一旦工业品从工业流水线上退下来,变成各家各户单件化、小批量生产,将对浙江经济带来重大的影响。”
徐松屹说,3D打印技术是一个重大生产制造方式的变革,生产方式的改变必然带来销售模式和消费习惯的改变,一旦3D打印技术发展到一定的阶段,很多产品的工业流水线生产将被个性化的设计制造所取代。这也是一个历史发展的趋势,浙江的制造业要紧跟新技术,发挥浙江在信息技术、文化创意等方面的优势,不断修改传统的生产模式。
杭州市科技局的相关负责人认为,就像工业革命一样,新生产方式的出现必然会对旧方式带来冲击,有实力的企业要加强研发能力,争取做3D生产链上的一环,发展相关的配套服务,开创新的发展模式。
文章来源: 《Hi!3D》