好萊塢大片《碟中諜4》中,有個片段讓人驚嘆:“阿湯哥”面部數據經電腦掃描后,一臺與電腦相連的快速成型機幾分鐘內便“克隆”出與真人面部相同的3D人臉面具……這樣吸引人眼球的高科技,如今已不止存在于好萊塢制造的劇情里。這項為世界工業所“追捧”的3D打印技術,現如今已在煙臺路通精密快速制造國家工程研究中心成功應用,并已服務于煙臺多家科技企業。
在路通精密快速制造中心,筆者看到一組高智能數據讀取裝置,正對一個汽車輪骰進行全方位掃描,其獲取的數據直接傳輸到與其相連的電腦中。而與電腦相連通的是一臺兩米多高的機器,透過其半透明的罩板,一束紅色的激光正來回掃描。“3D掃描儀獲取任意物體的數據后,讓這臺機器‘克隆’一個相同的物體,也就需要幾個小時。”公司常務副總裁張碩所指的“機器”,正是“傳說中”的3D打印機,而這臺看似平凡無奇的設備,卻有著相當不凡的“特異功能”——快速原型制造,精準打印塑料制成的看得見、摸得著的三維立體模型。
“就像傳統噴墨打印機在紙上逐行噴墨一樣,3D打印機是將材料逐層噴涂,讓材料與黏合劑升溫到熔融狀態,進行緩慢塑形。”張碩表示,3D打印的原理很簡單,即將一項設計物品先轉化為3D數據,然后根據數據進行逐層分切打印。簡單說,3D打印就是斷層掃描的逆過程。但3D打印機使用的打印材料是特制粉末,這些粉末在打印過程中被一種特制膠水逐層黏合、固化,并不斷疊加,最終形成一個完整的立體物品。
從精巧的“迷你”版奧運鳥巢場館,到玲瓏剔透的心臟構件,一次成型的軸承、齒輪……在實驗室內,工作人員從成品室內陸續拿出一些齒輪、支撐部件,相比較于常規噴墨打印機生產的紙質產品,眼前這些看得見、摸得著的零部件成品竟是3D打印“出爐”的產品,不禁讓人感嘆科技的力量。
“相比較傳統制造業,3D打印技術可以說是一種前所未有的革命。”張碩以他手上直徑約8厘米的齒輪零件舉例說,從完成3D設計到3D打印,大約3小時就能拿到成品,且在一個實驗室就能完成,不需要在車間作模具、用機床加工制造。而在以往,開模、選材、生產、數次的參數調整等,程序相當繁雜。“3D打印的‘立等可取’,不僅可實現數倍以上的效率提升,而且節省了耗材支出。”張碩表示,除“個性化”之外,更為重要的是實現了“精密”二字,無需生產線的3D打印技術,其誤差率可控制在0.1毫米之內。
張碩透露,小至微型零部件,大至汽車、飛機或者是人,3D打印機都可以按照1:1的比例打印出立體實物模型,但受成本及材質的限制,目前的模型均是樹脂原料構件。“既便如此,3D打印也為我們研制高精準度的零部件模型提供了極大技術支持。只要導入數據,不論多么復雜的工業設計、多么復雜的零部件模具都可以精準成形,且研制成本和研發周期至少降低50%以上。”“3D打印技術在煙臺開發區的引入、應用與推廣,對全區傳統制造業將帶來前所未有的‘洗牌’。”煙臺開發區科技知識產權局工作人員介紹,通過產學研合作,路通精密的3D打印技術服務平臺,已應用到煙臺多家汽車零部件、數控機床等科技企業,涉及科研設備創新、關鍵零部件應用等領域,大大縮短了企業的技術研發周期。
與3D打印技術同步,路通精密CAD/CAE/CAM計算機模擬技術與軟件開發服務平臺也已建成啟用。該服務平臺由路通精密、上海交通大學模具CAD國家工程研究中心、西安交通大學快速制造國家工程研究中心、清華大學中國機械科學研究總院共同合作成立,重點通過計算機模擬受力狀態,智能化低壓鑄造單元開發及發動機輕量化和低碳、環保領域進行研發。“工業制造”升級為“工業智造”,是煙臺開發區產業發展推進路徑中的重中之重。筆者從該區科技知識產權局了解到,為深入推進產業結構轉型升級,把區域創新體系作為發展現代產業體系的核心引擎。今年,該區將圍繞“產業倍增”的技術需求,瞄準全區戰略性新興產業與特色優勢產業,依托3D打印為技術平臺,重點推進汽車、精密數控機床等產業領域關鍵技術的研發與轉化,不斷推進重點產業向技術高端攀升,用科技支撐加速先進制造業的“提檔升級”。(馬雙軍 郭傳義)
來源:國際商報
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