本届全国“两会”上,科技发展、新能源以及由此引发的“第三次工业革命”议题再次受到热议。全国人大代表、中国工程院院士黄伯云认为,“第三次工业革命”就是互联网技术和可再生能源的整合,在这场革命中,数字化、信息化、智能化、个性化的生产方式正在取代传统的人工、机器。时下刚刚兴起的3D打印技术,集上述特征为一身,被称为“疯狂制造”。
3D打印也称增材制造技术,是利用计算机设计数据采用材料逐层堆积的方法制造实体零件的技术,其始于20世纪80年代的快速成形技术。目前,已经发展出激光烧结技术、熔融沉积成形技术、立体光刻技术、电子束熔炼技术、超声波固结技术、喷墨沉积技术等多种类型。而从严格意义上来说,喷墨沉积技术才是真正的3D打印。
相对于传统的材料去除(切削加工)技术,增材制造采用的是材料累加的制造方法,不需要传统的刀具、夹具及多道加工工序,而是利用三维设计数据在一台设备上可快速而精确地制造出任意复杂形状的零件,解决了许多过去难以制造的复杂结构零件的成形问题。而且产品结构越复杂,制造效率越显著。
当前,中国正处于从“中国制造”向“中国创造”迈进的重要时期,同传统制造技术相比,增材制造技术能够让设计师在很大程度上从制造工艺及装备的约束中解放出来,更多关注产品的创意创新、功能性能。
增材制造技术还通过简化或省略传统制造中的工艺准备、试验等环节,使得产品设计、制造、检测高度一体化,能够显著缩短新产品研发周期和研发成本。因此,增材制造技术对于增强我国制造业自主创新能力具有重要意义。
作为一项新兴技术,增材制造技术的发展能够催生和培育增材制造设备与相关服务新产业,包括零部件委托加工、专业设计分析、软件开发等业务。发展增材制造技术有助于带动金属和功能材料制备、设计/控制软件开发、激光器/喷嘴等核心元部件研发,打破国外垄断。发展增材制造技术能够进一步推进网络化协同制造、定制化制造、专业化制造和绿色制造,促进高端装备制造、生物制造等产业发展。因此,发展增材制造是培育新兴产业、优化产业结构、促进产业升级的重要途径。
眼下的3D打印技术,不能仅用“好玩”两个字来形容,因为抱着旁观者的心态,往往会忽视对所在行业的颠覆性影响。对我国汽车行业而言,3D打印技术或将引发一场革命,改变传统制造模式,应该引起汽车企业的高度关注和积极参与。
从国际层面看,3D打印已从一个流行的概念变成了一个新兴行业。有人专门著书《3D打印新世界》介绍这一技术,美国总统巴拉克奥巴马还在国情咨文中提到这项新技术,并希望3D打印成为令美国制造业重新焕发出活力的重要推动力。今年年初,世界首款3D打印汽车Urbee 2在美国面世,它是一款三轮的混合动力汽车,绝大多数零部件来自3D打印,耗时2500小时。据这款车的制造者介绍,将量产这款轿车,并透露该车成本为5万美元,已接到14个订单。
从国内情况看,一些跨国公司也在尝试将3D打印技术应用于汽车制造过程之中。通用汽车中国(微博)前瞻技术科研中心已将这一技术引入,帮助开发汽车模具。据介绍,以往研发一款新车,制造一个零部件,仅开模就需要至少两三周时间,现在利用3D打印技术,制作时间缩短到一两个小时。尽管通用汽车目前还尚未直接打印汽车,但这种前期的尝试无疑可为未来的大规模应用积累经验、培养人才。#p#分页标题#e#
“一旦3D打印技术大量使用,汽车生产环节传统的制作模具的环节可以被完全替代,生产周期和成本有望大幅下降。”国内汽车业资深分析人士指出,在新车量产前,开发大量模具耗时、费钱,而如果利用3D打印制作模具,有望使汽车制造工艺做到又快又好。
对于一些小众需求,汽车企业也可以考虑。比如,消费者希望让自己新车门把手与众不同。现在这样的需求是不可能满足的,因为制作一个新把手就要开个新模具,其成本数十万元计,如果能够利用3D打印,那么成本只增加了一点点。
但是对于3D打印制作整辆轿车,一些专业人士也提出了不同的看法。“整辆车需要使用各种完成不同的材料,雨刷器的塑料就和中控台的塑料不同,而且还有大量的金属。”该分析人士指出,如果要打印整台车,打印机就要应对所有材料,使他们都能适应打印的过程,并使这些材料实现其功能。
3D打印技术之所以应该受到我国自主车企的关注,并不是因为有国际惯例,从根本上来看,这是科技发展的新方向,是自主创新的一个新载体,关系汽车制造模式的震裂和重构。事实上,从目前看,3D打印技术在汽车领域的应用还处在萌芽阶段,在一段时间内还不具备规模生产的经济性。但这项技术一旦在未来某个节点上得到突破,将大大提高制造的生产效率。当前,工信部高层已经表态将推动3D打印产业化,科技部对3D打印相关战略规划正在研究制定中。
在3D打印技术问题上,自主车企要跟得上、跑得快。首先,应收集这方面的信息,高层管理者跟踪、了解、关注这项技术目前的应用情况。其次,如果有机会,不妨去已经应用这项技术的汽车企业去参观学习。最后,积极参与、设立或联合设立这样的研发项目,进行前瞻性研究和开发。
提升技术前瞻能力,并非跨国汽车公司的专利,也应成为自主车企打造竞争力体系的一部分。无论是时下流行的3D打印技术,还是被跨国公司热衷的无人驾驶汽车技术,无不牵涉未来汽车制造业的发展。不能忽视的是,这些技术并非单一技术品种,而是由多种新技术集合而成。如果不及时跟踪,晚一步怕是要步步晚,最终可能丧失全部竞争力。
因此,我国自主车企在造好车的同时,也要着力构建自己的技术前瞻竞争力,真正树立国际视野,紧跟世界新技术潮流。不要作3D打印这类先进技术的旁观者,而要主动做实践者、甚至是引领者。
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