摘要:我們正處在科技大發(fā)展、世紀大變局的新時代。把握并適時應用最新科學技術并順應世界發(fā)展趨勢是企業(yè)轉型升級的戰(zhàn)略選擇,也是企業(yè)發(fā)展創(chuàng)新突破的“風口”。同樣,一個優(yōu)秀管理者應是一個與時俱進者,一個新時代的“弄潮兒”,積極主動學習、掌握、應用新理念、新知識、新科技是管理者不被滾滾向前的新時代淘汰的不二法門。我們認為:當前我們需要重點關注九大領域(但不限于)是:互聯網、物聯網、人工智能、大數據和云計算、新能源、區(qū)塊鏈技術、3D打印、工業(yè)4.0和5G。下面我們將分九篇予以普及性介紹。
3D打印必將顛覆傳統制造業(yè)。將來很多產品都可以打印,房子可以打印,人體器官可以打印,食品可以打印,您所在的企業(yè)產品為什么不可以打印呢?美國通過3D打印技術,打造了一顆人工心臟,救活了一個不到兩歲的小孩,這個小孩患有先天性心臟病。3D打印產品當下已經隨處可見,見圖1所示。
圖1 3D打印典型產品
美國人胡迪·利普森(Hod Lipson)、梅爾芭·庫曼(Melba Kurman)合著的《3D打印:從想象到現實》為我們描繪了藍圖—“你需要什么?只管打印出來就行了。”盡管現有的3D打印技術完全替代制造還停留在愿景階段,但它已為當下制造業(yè)的精益生產,提供了前所未有的支持。
1、3D打印基本原理
3D打印的工藝說起來不復雜,就是通過電腦輔助設計技術(CAD)完成一系列數字切片,然后,把信息傳送到3D打印機上,后者會將連續(xù)的薄型層面堆疊起來,直到一個固態(tài)物體成型。3D打印與傳統打印機最大的區(qū)別在于,它使用的“墨水”是實實在在的原材料。3D打印技術基本原理見圖2所示。
圖2 3D打印技術基本原理
切片是將模型以片層的方式來描述,片層的厚度通常在50m~500m之間;無論零件形狀多么復雜,對每一層來說卻是簡單的平面矢量掃描組(如圖3所示),輪廓線代表了片層的邊界。
圖3 平面矢量掃描組
2、3D打印流程
在3D打印時,首先設計出所需零件的計算機三維模型(數字模型、CAD模型),然后根據工藝要求,按照一定的規(guī)律將該模型離散為一系列有序的單元,通常在Z向將其按一定厚度進行離散(習慣稱為分層),把原來的三維CAD模型變成一系列的層片;再根據每個層片的輪廓信息,輸入加工參數,自動生成數控代碼;最后由成形機成形一系列層片并自動將它們聯接起來,得到一個三維物理實體,3D打印流程見圖4所示。
圖4 3D打印流程
3、3D打印級別和技術分類
中國3D打印級別分為工業(yè)級、桌面級和特種級,工業(yè)級的特點為機身大,一般從事工業(yè)生產,桌面級機身小,可放置于桌面,一般用于定制化生產,創(chuàng)客教育,首飾加工及工藝制作,特種級為特殊3D打印生產商,功能各異,各有特點。3D打印技術主要有:FDM、SLA、SLM、DLP、CLP等至少幾十種,主要技術見圖5所示,其中采用FDM熔融層積成型技術的設備是整體成本最低且占用空間最小的。
圖5 3D打印主要技術種類
4、3D打印應用領域和主要優(yōu)勢
3D打印的應用對象可以是任何行業(yè),只要這些行業(yè)需要模型和原型。相比傳統的模具制造、機械加工而言,3D打印技術更加先進、快捷。3D打印只要能生成三維數字模型,就能打印所需要的產品,具有節(jié)時、節(jié)能、個性化定制、高精度、高復雜、降低組裝成本等優(yōu)勢,概括地說,采用3D打印技術主要優(yōu)勢有:
(1)制造復雜物品(目前已顯現);
(2)產品多樣化不增加成本;
(3)生產周期短(最大的優(yōu)點);
(4)零技能制造(不需要特殊技能);
(5)不占空間、便攜制造(戰(zhàn)場、災區(qū));
(6)節(jié)省材料(相對于傳統加工方式)。
3D打印,將大大節(jié)省現行的“制造”都是人力、物力、財力、材力、智力的消耗,節(jié)省此五力,企業(yè)就是轉型升級。3D打印帶來的變革就是,形成3D打印的新產業(yè)鏈群,見圖6所示,徹底顛覆目前制造企業(yè)的工藝技術。另外,隨著3D打印的崛起,不僅在工業(yè)與科技領域中,形成了一個全新的行業(yè)類型,同時有助制造業(yè)的轉型升級。
圖6 3D打印產業(yè)鏈
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