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3D打印:当3D打印遇上工业4.0
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文章来源: 更新时间:2015-6-27
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3D打印:当3D打印遇上工业4.0

导读:

  3D打印技术是目前公认能创造奇迹和神话的技术之一。试想一下,如果将3D打印技术与机器人技术结合起来将会产生什么结果?3D打印技术与互联网技术结合起来,将会发生什么改变?将3D打印技术与物联网、大数据、云计算技术结合起来将会产生什么新的奇迹

  要给3D打印机安装一个CPU,这个CPU可以随时升级,远程控制,可以自动修复、自动切换、自动与上下游相关配套模块结合。这基本上就构成了3D打印智能时代的主要特征。

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  罗军

  3D打印技术产业联盟首席执行官

  3D打印技术是目前公认能创造奇迹和神话的技术之一。试想一下,如果将3D打印技术与机器人技术结合起来将会产生什么结果?3D打印技术与互联网技术结合起来,将会发生什么改变?将3D打印技术与物联网、大数据、云计算技术结合起来将会产生什么新的奇迹?

  在3D打印的智能化时代,这些问题的答案将会一一揭晓。

  什么是“工业4.0”

  2013年4月,德国发布的《工业4.0战略实施建议书》,次提到了“工业4.0”,并迅速风靡全球。

  “工业4.0”常被看作是“第四次工业革命”,但是,我认为德国提出的“工业4.0”本质上还是第三次工业革命的延续和深化,还是依托互联网技术、信息技术、物联网技术平台,将更多生产要素、资源要素整合到一个个智能化的平台终端,实现数字化、智能化、信息化的结合。

  这也意味着,未来新兴技术将不再是单一技术的体现。未来,3D打印、物联网、互联网、云计算、大数据、移动互联网等技术将逐步融合在一个个创新平台之上,形成如云工厂或梦工厂这样的组织形式。新技术将使制造变得更加智能,只需要通过选项和配置,就可以在云工厂中实现下单生产。可以说,云工厂是制造业后期的发展方向。

  对于我国制造业来说,发展工业4.0的路径应是加紧建立更多新兴技术的研发总部、孵化总部和运营总部、创新总部。

  提升我国3D打印、机器人及智能装备产业的竞争力首先应从应用市场入手,搭建更多的开放式应用服务平台。通过开放式服务平台,可以有效打开应用市场,让更多的用户有机会主动去接触3D打印、机器人等先进制造技术,从而成为坚实的客户群体。同时应鼓励和扶持我国3D打印、机器人及智能装备企业不断加快自主创新,增强核心竞争力。

  3D打印的智能时代

  代3D打印机诞生于20世纪80年代中后期,主要是以能够打印模型为主。第二代3D打印机是在近几年由快速成型发展到能够打印的功能性产品。

  但是,直到今天,3D打印机依然还是孤零零的一台机械设备的存在,我们还在设法解决速度问题、稳定性问题、材料问题。

  这些问题非常重要,然而,未来的3D打印机对不是今天这个样子,应是一个个服务平台。就好比我们今天的智能厨房、智能家居、智能汽车、智能办公、智能手机、智能电视……

  3D打印技术不仅仅是一项前沿性的基础性技术,它在未来的发展不能单靠自身的积累和完善,未来的3D打印技术一定是其他相关技术的集成发展。

  有人说,3D打印其实就是机器人的一种。这个观点,我完全赞同。3D打印技术与机器人技术本身有许多结合点。

  机器人很早地加入了大数据和云计算的要素,自动化程度显著提高。智能机器人将会赋予人的功能,具有搜集信息、整理信息、分析信息、处理信息的能力。如果将机器人的这些优势与3D打印技术结合起来,3D打印技术将变得更加智能化,自动化程度也将显著提高。它将会按照设计好的图纸自行加工、配送原材料、自我校正、后处理、检测、包装……

  再比如,3D打印技术与新一代数控技术融合,3D打印的后处理数字化流程将得到优化,一方面利用3D打印技术加工一些金属零部件,同时,利用数控技术进行后处理,将两种技术融合,集成在一个平台。

  除此之外,3D打印与创客的结合也是一大趋势。创客以用户创新为核心理念,是创新2.0模式在设计制造领域的典型表现。很显然,3D打印与创客结合,是推广3D打印的佳模式。国内外不少创客组织都在使用3D打印机,帮助他们开发新产品和创意新产品,将他们的奇思妙想变为现实。

  当我们规划智能3D打印时代时,就是要让3D打印机的功能更为完善、性能更好、使用更为方便。那么,未来,我们如何使3D打印机变得能像手机这样普及?

  手机终端后面是庞大的互联网技术团队和信息技术团队。因此,我们首先要解决的是3D打印机的信息化改造,才能适应未来移动互联网和移动信息网络的普及。目前,我们过度重视硬件,忽视软件建设。要设法让每一台打印机都有一个相对强大的后台支撑,有许多爱好者可以很方便地将他们开发的软件上传,能够联网到一个个平台,自动进入各个云端。要给3D打印机安装一个CPU,这个CPU可以随时升级,远程控制,可以自动修复、自动切换、自动与上下游相关配套模块结合。这基本上就构成了3D打印智能时代的主要特征。

  3D打印的发展趋势

  工业领域在未来仍将是3D打印主要的市场。工业3D打印将变得平台化、智能化、系统化;对传统制造业将渗透和覆盖,但仅仅是生产流程和生产工艺中某个环节的应用;随着技术的进步,稳定性、精密度将不再困难,材料可以突破;成本降低以后,将率先在铸造、模具等行业渗透,并在其他领域得到广泛推进;打印速度将显著提高,一个激光头还是两个激光头将不再是困扰速度的主要因素;打印机的价格将在三年后下降至少三四成。

  而在建筑3D打印机领域,目前的框架结构建筑实质就是运用了3D打印技术的原理,在标准化、批量化建筑领域,3D打印的市场几乎不会存在,对于一些特殊环境下的建筑需求,将有逐步试行的可能。而个性化建筑使用面将会广,但由于成本因素并不一定具有较大优势。总体而言,对未来的市场须保持谨慎乐观。

  相较之下,3D打印在生物医学领域的市场潜力巨大。应用面将大大提高,不再仅仅停留在打印牙齿、骨骼修复等方面,打印部分人体器官将成为常态。当然,复杂的细胞组织和器官的打印还有赖于诸多技术难题的突破。整个应用推广的进程,也取决于各个国家的政策支持程度。

  针对普通用户,桌面级3D打印机的普及只是时间问题,终取决于3D打印机自身的工艺改造和技术完善。可以想见,未来的桌面3D打印机将变得更为小巧、便于携带,外表上看起来更时尚,几年后它将会像电脑一样方便携带。触屏功能、摄像功能、上网功能、自动修复功能一应俱全。打印的精度非常高、打印的材料非常便宜,成本大约在1000元人民币左右。届时,3D打印机进入家庭、进入学校将变为常态。

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  3D 打印的小汽车

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