盧秉恒院士：論“中國制造2025” 泉企應用3D打印技術

2016-01-18 11:34:14 來源：泉州晚報

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晉江納金網工作人員正在操作3D打印機 (張九強攝)

論3D打印

上世紀最重要的制造技術創(chuàng)新打印今天與未來的顛覆性科技

3D打印是一個顛覆性的創(chuàng)新技術。

盧秉恒說，3D打印技術，被美國自然科學基金會稱為上世紀最重要的制造技術創(chuàng)新。麥卡錫報告列出了對人類生活有顛覆性影響的12項技術，3D打印排在第九位，排在新材料和頁巖氣之前。當時預測在2030年全世界將達到1萬億左右美元的效益。2015年麥卡錫報告又將這一進程前移，認為2020年可達到5500億美元的效益。

從制造方式來說，鑄、鍛、焊在制造過程中重量基本不變，屬于等材制造，已有3000年歷史。車銑刨磨機床通過材料的切削去除，達到設計形狀，稱為減材制造，已有300年的歷史。增材制造，即3D打印技術，材料一點一點地累加，形成需要的形狀，才30年的歷史。

那么，3D打印將帶來哪些變革呢?

——產品開發(fā)周期與成本大幅下降。

3D打印可以制造形狀復雜的零件，所想即所得，它直接由設計數據驅動，不需要傳統(tǒng)制造必需的工裝夾具模具制造等生產準備，編程簡單，因此在產品創(chuàng)新設計與設計驗證中，特別方便。使產品開發(fā)周期與費用至少降低為一半，成為機電產品和裝備快速開發(fā)的利器。

這種增材制造僅在需要的地方堆積材料，材料利用率接近100%。航空航天等大型復雜結構件采用傳統(tǒng)切削加工，往往95%—97%的昂貴材料被切除。而采用3D打印，材料利用率由5%提升至85%，制造周期由數月壓縮為幾天。

此外，它可以快速、低成本實現單件制造，個性化制造。特別適合個性化醫(yī)療和高端醫(yī)療器械。如人工骨、手術模型、骨科導航模板等。

——基于3D打印的再設計，帶來產品、裝備的顛覆性變革。

3D打印可以將數十個、數百個甚至更多的零件組裝的產品一體化一次制造出來，大大簡化了制造工序，節(jié)約了制造和裝配成本。以3D打印新工藝的視角對產品、裝備再設計，可以制造傳統(tǒng)制造技術無法實現的結構，為設計創(chuàng)新提供了非常大的創(chuàng)新空間?？赡苁?D打印為制造業(yè)帶來的最大效益所在。

近兩年，3D打印顯現出顛覆性變革。如GE公司做的飛機發(fā)動機的噴嘴，把20個零件做成了一個零件，成本材料大幅度的減少，還節(jié)省燃油15%。美國3D打印的概念飛機，重量可以減輕65%。而3D打印汽車，可以把2萬個零件集成為40個，6天打印完成且減重1/3。