解读“十三五”创新专项规划对3D打印有哪些支持?(3)
在增材制造的发展目标中,大规模产业化应用是被提及次数最多的关键词。这与3D打印以往给人以打印一些原型的印象大不相同。另外,以前提到智能制造,基本上会以提到机器人和高端机床为主,增材制造为辅,而此次将增材制造放在了重点任务的第一位,3D科学谷认为这更加体现了科技部对增材制造的高度重视。
如何判断是否具有产业化机遇潜力? 3D科学谷认为首先要尊重增材制造的技术特点,其次要围绕着应用端出发。为了避免大量的弯路,这两点是关键。
技术特点:复杂性是免费的
传统的减材制造是从一块毛坯料开始的,减材制造对设计带来的局限要求通过几十年严格的规则和指导已经占据了设计师的大脑。增材制造思维只能通过快节奏的方法迅速刷新设计师的思路,通过快速训练和重新审视他们的设计来切换到为增材制造而设计的轨道上。重要的是设计师需要认识到,虽然增材制造的“复杂性是免费的”,仍然有很多限制因素需要考虑,这就需要增材制造的指导方针,包括对成本、时间和质量的考虑。
从应用出发
这就意味着你需要做一个传统加工方式与增材制造加工方式的比较,举一个例子,拿意大利Aidro Hydraulic来说,他们曾经服务过一家企业客户,客户当时的要求制造出少量堆叠式的减压阀。该阀体的传统标准品由镀锌钢铁制成,在需求数量少的情况下使用传统加工方式的成本相对昂贵,并且交期较长。
Aidro Hydraulic针对这个减压阀,对减材制造技术和增材制造技术各自的优势分析如下:
从这个对比图中我们可以看到,Aidro Hydraulic 推出金属3D打印液压产品的原因不仅是为了应对客户的小批量生产需求。当使用金属3D打印技术时,Aidro Hydraulic的设计师在进行产品设计时也获得了更大的空间,这有助于提升液压系统的性能。Aidro Hydraulic 针对增材制造技术对减压阀进行了重新设计,设计的结果是阀体的重量减少60%,阀体的结构壁与原始阀体相比拥有相当的力学性能。此外,Aidro Hydraulic用250bar的压力对金属3D打印的阀体进行了测试,测试结果达到传统阀体的水平。
由上面的案例我们可以体会到,增材制造的好处可以从两个方向来理解-一个是生产效益,另一个是综合效益。生产效益专注于制造过程,包括减少材料消耗,缩短交货时间,最小的模具成本,降低装配成本和自动化的影响。而综合效益是指在使用通过增材制造出来的产品的过程中,来自如减轻重量带来的燃油效益,更高的性能和可靠性,更长的寿命收益,更快的新产品推出,市场相应速度,减少库存以及更好的适应性和更具吸引力的产品附加值等等。
而通常在谈到增材制造的时候,不论是制造业还是增材制造行业本身都容易过于关注生产效益,而忽略了综合效益。而增材制造的价值台阶:原型与模具,备品备件,复杂零件,创新产品,在不同的台阶中生产效益的价值或许相似,然而综合效益的价值却是随着台阶的升高而越来越大。
不管是传统行业引进增材制造技术,还是增材制造行业要延伸本身的技术和服务水平,都可以按照3D科学谷的增材制造价值台阶结合自身的资源和优势先进行战略上的布局。
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