【3D打印高端演講】史玉升：用3D打印技術(shù)改造和提升傳統(tǒng)制造業(yè)

【導(dǎo)讀】 6月下旬，世界3d打印大會(huì)在青島舉行。南極熊3D打印網(wǎng)也到了現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了大量的報(bào)道，詳情請(qǐng)看南極熊報(bào)道 http://www.dddyin.com/forum-103-1.html 。南極熊作為一個(gè)3d打印的專(zhuān)業(yè)媒體平臺(tái)，一直致力于推動(dòng)中國(guó)3D打印行業(yè)的發(fā)展。希望下面的一些內(nèi)容對(duì)大家有所啟發(fā)。



史玉升：尊敬的林部長(zhǎng)以及各位專(zhuān)家、企業(yè)家，各位來(lái)賓，下午好。因?yàn)榻o十分鐘時(shí)間，那我講的報(bào)告題目是用3D打印技術(shù)改造和提升傳統(tǒng)制造業(yè)。分以下五個(gè)方面向各位匯報(bào)。

第一個(gè)，我們看一下3D打印在制造業(yè)中所處的地位。今天上午的討論會(huì)我說(shuō)過(guò)，目前的制造業(yè)可以分為三大類(lèi)第一種是等材制造，第二種是減材制造，第三種是增材制造，就是現(xiàn)在的3D打印，雖然很年輕，但是它的發(fā)展?jié)摿Ψ浅＞薮蟆?br />
第二個(gè)，我們看一下我國(guó)制造業(yè)的現(xiàn)狀，因?yàn)橹圃鞓I(yè)的范圍非常寬廣，我們不能一一去論述。制造業(yè)以鑄造來(lái)看的話，因?yàn)殍T造是很長(zhǎng)的歷史，有幾千年的歷史，這個(gè)技術(shù)現(xiàn)在還發(fā)揮很重要的作用，是制造業(yè)的基礎(chǔ)。所以從我們國(guó)家來(lái)說(shuō)，從中國(guó)來(lái)說(shuō)，制造業(yè)的總體占世界第一位的，產(chǎn)量達(dá)到第一位。那么其中制造業(yè)也是，你看占到48%的分量，但是我們國(guó)家現(xiàn)在的鑄造業(yè)叫大而不強(qiáng)，上午林部長(zhǎng)說(shuō)的，有些東西你是第一，但是你不強(qiáng)大，這就不展開(kāi)說(shuō)了。不強(qiáng)大的話，現(xiàn)在的新技術(shù)怎么改造和提升它，想辦法來(lái)弄。

鑄造的發(fā)展趨勢(shì)，我們很多航空、航天或者航海汽車(chē)等領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)就是說(shuō)我們需要高性能和輕量化，這個(gè)過(guò)程鑄造怎么發(fā)揮作用？我們的鑄造技術(shù)需要提高水平。

下面我就匯報(bào)一下我們?cè)趺礃舆\(yùn)用3D打印技術(shù)改造和提升傳統(tǒng)的制造業(yè)，我們的鑄造，我以鑄造為例是比較落后的，污染環(huán)境、能耗大，我們?cè)趺慈ジ脑焖��?br />
先看一下我們的意義，比如說(shuō)這是我們的學(xué)生，我們本科生，華中科技大學(xué)的本科生創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽的液態(tài)回路演示系統(tǒng)，這個(gè)做完用傳統(tǒng)的方法加工有一百多個(gè)零件，要花的時(shí)間很長(zhǎng)。我們現(xiàn)在如果才能3D打印技術(shù)以后，3D打印技術(shù)我們用一個(gè)星期，這里面有塑料的、金屬件，全是由3D打印打印，組裝一個(gè)星期就完成了，所以對(duì)我們傳統(tǒng)的制造業(yè)的設(shè)計(jì)或者快速、或者優(yōu)化起到很大的作用。另外我們的學(xué)生也參與創(chuàng)意設(shè)計(jì)，珠寶設(shè)計(jì)、裝飾品等等，我們的學(xué)生很快就做出來(lái)，所以有了3D打印，我們很多創(chuàng)意的方法不再是紙上談兵了，所以它的意義非常重大。

以鑄造為例，我們過(guò)去的鑄造方法，我們采用傳統(tǒng)鑄造工藝是逐步完善，憑經(jīng)驗(yàn)試錯(cuò)的方法來(lái)完成鑄造的任務(wù)。如果我們采用3D打印以后，設(shè)計(jì)是鑄造的零件，后面鑄造的工藝不變化，前面很快的。所以采用這套方法，我們基于3D打印科學(xué)的設(shè)計(jì)和制造的方法，把過(guò)去憑經(jīng)驗(yàn)的，我們?cè)趺醋叩娇茖W(xué)。

制造的意義，剛才Graham Tromans說(shuō)了很多，我很快的重復(fù)一下，拓展產(chǎn)品創(chuàng)意創(chuàng)新的空間，我們?cè)O(shè)計(jì)的時(shí)候要充分發(fā)揮他的想象力，做出來(lái)，過(guò)去設(shè)計(jì)是面向工藝的設(shè)計(jì)，我們一定要考慮能不能制造出來(lái)。現(xiàn)在我們可以不要考慮制造工藝的問(wèn)題，我們?cè)诹悴考�的設(shè)計(jì)上可以考慮最優(yōu)的設(shè)計(jì)。

第二，我們可以縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的周期和降低成本，過(guò)去開(kāi)發(fā)一個(gè)模具幾百萬(wàn)，現(xiàn)在大概幾萬(wàn)塊錢(qián)。另外簡(jiǎn)化制造提高產(chǎn)品質(zhì)量與性能，再一個(gè)很多難加工的材料，采用3D打印方法可以實(shí)現(xiàn)，比如說(shuō)陶瓷等一些難加工的材料，采用3D打印方法就可以實(shí)現(xiàn)。還有一個(gè)，促進(jìn)綠色制造模式，現(xiàn)在我們霧霾很厲害，一個(gè)是制造的過(guò)程中釋放出大量的污染環(huán)境的東西，再一個(gè)像我們的汽車(chē)尾氣的排放，比如說(shuō)我們現(xiàn)在正在研究一個(gè)3D打印的項(xiàng)目，汽車(chē)尾氣的過(guò)濾器，過(guò)去采用陶瓷過(guò)濾器，過(guò)濾的最優(yōu)方法只有用3D打印打印出來(lái)。過(guò)去傳統(tǒng)的鑄造，生產(chǎn)過(guò)程有噪音、污染，采用3D打印可能就是很干凈的一個(gè)箱子來(lái)去做。所以我們通過(guò)3D打印可以把傳統(tǒng)制造業(yè)的缺點(diǎn)改掉。

改革傳統(tǒng)制造模式，這個(gè)模式就是個(gè)性化的定制，創(chuàng)新的服務(wù)模式，將來(lái)社會(huì)化制造都可以實(shí)現(xiàn)，這個(gè)我就不展開(kāi)了。現(xiàn)在社會(huì)化制造美國(guó)已經(jīng)出現(xiàn)了，像Shapeways公司，大家可以到網(wǎng)上去看。這是網(wǎng)友參與設(shè)計(jì)的個(gè)性化的東西，這已經(jīng)社會(huì)化制造的雛形出來(lái)了。正因?yàn)橛羞@樣的意義，所以國(guó)內(nèi)外非常重視，來(lái)自美國(guó)的教授，奧巴馬總統(tǒng)也非常重視，開(kāi)展了一系列的計(jì)劃。德國(guó)、英國(guó)、法國(guó)也都非常重視。亞洲，最近我們新加坡參加一個(gè)會(huì)議，他們也采購(gòu)了我們一些大型的3D打印裝備，新加坡光給大學(xué)就投入大量的錢(qián)來(lái)做這個(gè)東西，亞洲新加坡很重視。我們中國(guó)，從中央到地方也非常重視這種技術(shù)，包括青島這一次我覺(jué)得也是非常看重這個(gè)技術(shù)的。

下面匯報(bào)一下我們?cè)谟?D打印技術(shù)改造和提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)方面做了哪些工作，給大家匯報(bào)一下。華中科技大學(xué)從1991年開(kāi)始研發(fā)這種技術(shù)，1994恩年就誕生了用紙片做的打印機(jī)。1996年在武漢建立產(chǎn)業(yè)化基地，整個(gè)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。我們有金屬的設(shè)備，這是我們整個(gè)發(fā)展的歷程。

目前我們主要是做工業(yè)級(jí)3D打印裝備，我們金屬3D打印設(shè)備也銷(xiāo)售了10余套，出口到英國(guó)、新加坡、俄羅斯、巴西、越南等國(guó)家，同時(shí)為國(guó)內(nèi)外的航空航天企業(yè)做了幾十萬(wàn)零件的服務(wù)。這是我們出口到新加坡非常大的，1.2米的魚(yú)尾獅模具。另外我們幫空客，我們國(guó)家的航天系統(tǒng)都做了很多，我們用它來(lái)改造提升做航空發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)匣。這是西安交通大學(xué)采購(gòu)我們的設(shè)備用于生物醫(yī)療，做這樣網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行生物醫(yī)療的應(yīng)用。

我們現(xiàn)在做的設(shè)備，目前以材料形態(tài)來(lái)分有片材，過(guò)去我們用紙，現(xiàn)在發(fā)展到陶瓷，液態(tài)的材料，粉材，粉材主要做塑料的粉材，還有陶瓷，做金屬，我們都進(jìn)行了驗(yàn)證。另外我們還研究對(duì)應(yīng)的3D測(cè)量技術(shù)，我們把它運(yùn)用到鑄造，比如這是給空客做的，通過(guò)設(shè)計(jì)，不用模具把蠟?zāi)：芸熳龀鰜?lái)。企業(yè)統(tǒng)計(jì)，生產(chǎn)成本節(jié)約85%到95%。這是很復(fù)雜的，做出蠟?zāi)＃�很快得到鑄造件。這是航空航天領(lǐng)域做的很多很多的服務(wù)，這是機(jī)匣，這種技術(shù)的誕生對(duì)鑄造技術(shù)業(yè)提出嚴(yán)重的挑戰(zhàn)，你怎么整體鑄造出來(lái)這是一個(gè)挑戰(zhàn)。

另外做砂型，這是做汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)杠桿，一個(gè)星期左右就可以做出來(lái)，這是機(jī)匣整個(gè)做出來(lái)進(jìn)行測(cè)量，這是航天上的一些應(yīng)用。另外工模具，模具這里面冷卻流道很快做出來(lái)。你也可以跟傳統(tǒng)方法結(jié)合起來(lái)，這樣復(fù)雜的流道就可以用3D打印方法很容易做出來(lái)，把流道可以剖開(kāi)來(lái)看。還應(yīng)用到飛機(jī)的葉片、鑄造過(guò)程中模具等等一系列。另外把3D打印技術(shù)用于陶瓷，對(duì)傳統(tǒng)的陶瓷業(yè)，因?yàn)槲覀冎袊?guó)名字就來(lái)源于陶瓷，這是做的大黃鴨，這種陶瓷，碳化硅要做成塊用刀具去加工是不可想象的，用3D打印就可以做出來(lái)。這是我們做的很多很多的陶瓷件。另外采用3D打印技術(shù)，可以結(jié)合里面一種材料，外面是另外一種材料，所以做到。另外把一層，在上面可以鍍膜，鍍一層材料上去。

當(dāng)然這是我們所做的工作，目前3D打印用的最多的，量最大的就是和傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)結(jié)合和提升它，但3D打印目前還面臨著挑戰(zhàn)。一個(gè)是3D打印設(shè)計(jì)的理論和方法不完善，3D打印生物器械的理論方法也沒(méi)有，3D打印裝備精度、成型效率、價(jià)格、穩(wěn)定性也不好。另外材料受限，另外3D打印的各種各樣的性能現(xiàn)在還缺乏系列的標(biāo)準(zhǔn)，所以我們還需要更大的努力，3D打印剛起步，還需要大家的共同努力。