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3D打印助力河北“智造”

发布人:3D打印商情

责任编辑:激光制造商情

来源:河北日报

2016-12-20 10:01

    在河北省第九次党代会报告中提出的积极培育壮大的七大新兴产业集群中,先进装备制造产业被列在首位。

    作为先进制造的代表性行业和现实的“蓝海市场”,被称为3D打印的增材制造技术,因在制造业升级过程中的引领和示范意义,被寄予厚望。

    目前在全球,3D打印技术已经广泛应用于航空航天、生物医学、文化创业等领域。连续5年,行业收入保持30%的复合增速。

    3D打印在河北,起步并不晚。河北省一些科研院校及企业的3D打印技术,与世界水平保持了同步,个别领域甚至处于全球领先位置。

    不缺先发优势、市场需求以及产业链匹配的3D打印,能否在河北制造业升级的进程中担当重任?

澳大利亚新项目看上河北3D打印

    12月10日,澳大利亚新南威尔士大学一个科研项目组,将拟好的合作协议发给了河北大艾智能科技股份有限公司CEO田野。按照协议,新南威尔士大学的项目组,将使用大艾智能的3D打印技术,与中国伙伴共同合作开发新材料电池。

    在石家庄高新技术产业开发区,记者找到了这家获得澳大利亚项目青睐的公司。走进办公区,只见房间里摆放着各种充满创意的成型工艺品,吱吱行走的3D打印机头在底座上熔出材料,一层一层地将材料沉积塑型。

    “这就是我们自主研发、拥有独立知识产权的3D打印机。”田野介绍,正在打印的是一个医疗器械的塑料外壳,原来用模具制造,得花上一个月时间,现在几个小时就能搞定。

    大艾智能的第一台3D打印机诞生于2010年。在企业的仓库里,记者见到了这台对田野来说意义非凡的3D打印机。令人惊讶的是,这款代表了先进制造技术的“高大上”3D打印机,外壳竟然是木制的。

    如今,经过不断研发和改进,木头机身的3D打印机,已经升级为高端工业级、桌面级、行业定制级等多个产品线。企业也掌握了无尾机头、光驱行走、微米级高精度、世界首创底板红外线加热等多项国际领先的3D打印核心技术。

    事实上,技术出身的田野,对国内外3D打印行业一直密切关注。他告诉记者,1984年,美国人查尔斯·赫尔发明了光固化技术,被认为是3D打印诞生的标志性事件。2012年,美国将3D打印遴选为升级国家制造业的核心技术,这使得3D打印一下子成为全球关注的潮流技术。

    而河北的3D打印,起步并不落后于全球步伐。大艾智能即是河北较早进入3D打印行业的企业之一。

    早在2009年,田野在日本第一次见到实物3D打印机,这彻底改变了田野及企业的思路。“把二维制造升级为三维制造,3D打印技术肯定是未来制造业的发展方向。”

    就在此后,以大艾智能、天秦三维、虹天电气等为代表的河北3D打印企业迅速崛起。在石家庄、秦皇岛、廊坊等地,以3D打印为主要或相关业务的企业更是如雨后春笋般出现,业务几乎覆盖打印机及配套装备设计制造、打印材料研发、3D打印服务、3D技术培训等全产业链条。

    省工业和信息化厅相关负责人介绍,近期他们正在做河北省智能制造产业规划,其中就包含3D打印行业。但由于行业发展时间不长,企业比较分散,目前对整个行业的规模尚未有一个权威的统计。

    但毋庸置疑的是,河北一些科研院校及企业的3D打印技术,与世界水平保持了同步,个别领域甚至领先全球。

    “澳大利亚方面选择与我们合作,正是看中了我们国际领先的核心技术和完善的产品体系。”田野说,目前与他们保持合作的国内企业已超过300家,澳大利亚客户的加入,证明河北3D打印技术水平在国际上也有竞争力。

加速由消费级向工业级应用拓展

    12月12日,秦皇岛天秦三维数字化技术有限公司的3D打印中心,产品展示区里一只“愤怒的小鸟”引起记者注意。

    这只活灵活现的小鸟,是一位参加3D体验活动的小学生的即兴创作。

    天秦三维机械工程师刘佳说,在不久前公司组织的一次3D打印体验活动课上,他被一位小学生的创造力惊呆了——这位小朋友在一张纸上,使用3D打印笔随性创作,竟然打印出了这只“愤怒的小鸟”。

    作为快速制造国家工程研究中心秦皇岛推广基地,天秦三维2013年被国家科技部火炬中心、省科技厅和秦皇岛市政府三方联合批准成立了“3D打印设计制造中心”。

    除了为当地几十家企业提供3D打印设备硬件开发、定制化的3D打印服务以外,天秦三维还与近80所中小学校、青少年活动中心合作,向孩子们提供3D打印培训和体验服务。

    “目前我们的3D打印技术,在产品前期设计、定制服务和教育等方面应用比较多。”刘佳介绍说,如果从应用的层面上来看,3D打印的应用主要分为工业级和消费级,前者包括航天航空、汽车制造等工业领域,后者主要面向个人消费者、教育机构等。

    记者在了解中发现,河北3D打印服务多数集中在消费领域,比如为追赶时髦的市民打印3D照片,为一些喜爱COSPLAY的发烧友打印动漫道具等,而真正应用在工业设计及生产领域的比重还较小。

    “消费级的3D打印技术进入寻常百姓家是好事,但是从全球发展方向来看,扩大工业级的应用更为重要。”北京工业设计促进会副秘书长、京津冀设计产业联盟联络人王笑天表示,相比国外工业级的大量使用,河北还有一定的差距。

    一家3D打印企业负责人告诉记者,几乎所有制造业企业都可以应用3D打印技术,不过他们的订单,更多来自于企业网络推广平台上的非工业级应用散户。

    “这就如同一个有天赋的学徒和一个有几十年经验的工匠之间的区别,认知惯性让制造业对学徒产生天然的不信任。”在3D打印的应用方面,田野打了这样一个比方。

    他介绍说,目前公众对3D打印技术的认知有两个极端:一个认为3D打印无所不能,能打印航天飞机、打印心脏等;另一个则认为,3D打印技术在规模化生产中仍比不过传统的制造工艺。

对3D打印技术存在误读是共性问题。而在河北,王笑天分析,由于3D打印产业发展时间不长,公众和一些企业对这项技术的认识还不到位。此外,河北传统制造业的基础太强,让一些企业难以在短时间内接受这项新技术。

    相对较重的产业结构,确实限制了3D打印技术的推广应用。“比如河北制造业多金属和特殊材料、大尺寸设备的制造,3D打印目前受材料、打印机尺寸、速度、精度和批量生产能力的限制,应用起来确实有些难度。”王笑天表示,不过随着3D打印技术和材料的进步,这些都不是问题。

    12月12日,在天秦三维3D打印中心,刘佳指着一个特殊材质的轮毂成品告诉记者,目前,企业的3D打印技术在中信戴卡轮毂产品中已经广泛应用。“除教育培训外,我们的应用正在向航空航天、生物医药、机械制造、日用产品、交通工具等多种工业领域拓展。”刘佳说。

补短板,“打出”河北“智造”未来

    12月10日,一位客户在大艾智能的设计室内跟技术人员交流后,放心地把业务交给了田野。这位客户要打印一个特种设备上的外壳,如果使用传统上模具的方式,大概需要一个月时间、40万元的投入。而在大艾智能,只需4万元、3天时间就可以完成。

    “3D打印是增材工艺,产品设计完直接进入生产。传统制造则是减材工艺,设计完,需要经过产品规划、模具生产再流程化运转,周期很长。”田野说,比如说做一个最简单的灯饰模型,用传统制造工艺,需要数千元以上,耗时4周左右。如果使用3D打印,也就不到100元,耗时3个小时。

    除了效率与成本优势,3D打印的价值更多体现在设计方面。刘佳说,在很多产品还没有确定设计方案的时候,3D打印的优势就凸显了。“同时,构造复杂的产品也适合3D打印大展拳脚。”

    与天秦三维合作多年的中国工程院院士卢秉恒,被誉为“中国3D打印之父”。他分析说,这种增材制造的新型技术,将改变传统制造业铸、锻、焊、车、铣、磨的基本方式,实现信息化与工业化的完美结合,在降低制造成本、提高效率、强化设计、促进创新等方面推动制造业全面升级。

    对于河北而言,在加快产业转型升级的大背景之下,3D打印之于制造业,甚至之于整个结构调整和经济增长,都有其特殊的意义。

    不久前,省政府《关于深入推进〈中国制造2025〉的实施意见》提出十大工程撑起制造强省,其中明确要不断推进以增材制造(3D打印)等为重点的智能产品研发和产业化,构建开放共享协作的智能制造产业生态。

    据田野对行业现状的观察,河北3D打印普遍存在的问题是规模小、品牌知名度不高,尚未形成规模优势。反观行业发展较快的珠三角、长三角等地,3D打印已经形成一条从设计、研发,到制造、应用的完整产业体系。更为重要的是,当地对3D打印的支持也已经形成体系。

    “其实,我们能和澳大利亚项目合作,离不开政府及主管部门的牵线搭桥。未来河北3D打印的发展,需要更多这样的机会。”田野认为,只要河北加大扶持力度,加快补足短板,3D打印一定能“打出”河北“智造”未来。