登陆注册
46224000000006

第6章 关于3D打印(3)

我和不少专家都坚持认为,互联网已经推动了第三次工业革命,因为我们已经切身感受到互联网给我们的生产生活带来的巨大变化,而这些变化在很多方面是颠覆性的。

但是这个观点并未形成广泛的共识。持反对意见的人认为互联网只是改变生产方式和生活方式的一种工具而已,而前几年爆发的互联网泡沫说明这个产业的生命力是有限的。

互联网对促进信息化与工业化的融合,互联网与智能装备产业、互联网与传统产业的结合才刚刚开始,未来将是一个必然趋势。可以说,互联网对产业革命的贡献是积极的,举世瞩目的。

互联网是否推动了第三次工业革命,可能还需要继续观察。互联网对人类的贡献已经开始,但人类对互联网(广义来讲,应该是信息技术)的认知和使用还停留在一个刚刚起步的阶段。或许,未来某一天,不少人会改变自己的观点,会一致认同互联网(信息技术)催生了第三次工业革命。

同样,我们对互联网的深度应用,以及与传统产业的结合才刚刚开始。因此,我们对第三次工业革命的判断不能做到事前知晓,而应该是事后总结和发现。至于第三次工业革命是否已经开始,或者何时开始,我们目前还无法准确预测,最终结论还有待我们继续观察。

3D 打印能否推动第三次工业革命

关于第三次工业革命的论述中,最有力的一个佐证是关于3D打印在这场革命中担当的角色。

有专家认为,未来我们的模具制造行业、装备制造行业、玩具行业、轻工产品行业或许都可能被淘汰出局,我们的机床等传统加工产业都可能被3D打印取而代之……

想象空间虽然巨大,但要说3D打印技术全面替代传统产业,显然是不可能的。诚然,3D打印技术与传统技术结合,是一个必然的趋势。但这需要一个过程,主要是人们适应和接受新事物的过程,也是3D打印技术自身不断完善成长的过程。这一点,和互联网刚兴起时面临的问题相似。我们可以相信,时间会让一切变得更为明白,10年、20年将会是行业发展的一个个分水岭。每一个阶段,3D打印技术都能变得更加成熟起来,应用领域也将会被拓展。

1949年,美国帕森斯公司接受军方委托与麻省理工学院(MIT)开始共同研究,于1952年试制成功第一台三坐标数控铣床,当时的数控装置采用电子管元件。20世纪60年代末,先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统(简称DNC),又称群控系统;采用小型计算机控制的计算机数控系统(简称CNC),使数控装置进入了以小型计算机化为特征的第四代。90年代后期,出现了PC+CNC智能数控系统,即以PC机为控制系统的硬件部分,在PC机上安装NC软件系统,此种方式系统维护方便,易于实现网络化制造。不过是数十年的光阴,今天,数控技术已经非常成熟,并被广泛应用。

我认为3D打印技术在我国新兴产业的比重中占有重要位置,是基于目前国内的工业现状及未来的发展趋势所得出的结论。

我国还没有完成工业化。虽然工业化、信息化结合的口号已经提出多年,但传统粗放式的工业发展模式已经严重阻碍了生产力发展,产业升级和结构调整成为一项长期艰巨任务。而3D打印技术的产业化无疑将为我国新型工业化建设和促进传统产业的转型升级发挥十分重要的引领作用。

认为3D打印技术仍是神话的读者大可放心。今年美国得克萨斯州的SXSW艺术节上,奥利奥推出了3D打印贩卖机,饼干的大小、口味和颜色都可以由顾客自行决定。这是3D打印技术开始进入应用领域的最好证明。

无论是国内还是国外,从事3D打印技术研发的科研单位和企业已经成功地将这一重要技术应用到生产实践中,并改变了我们的生产方式。无论是美国、德国、比利时、英国、法国还是我国,大大小小上百家3D打印企业和科研单位,已经成功打印出数量庞大的金属部件和其他各种功能件。而应用最为广泛的是打印牙齿、骨骼修复,汽车新产品开模、发动机缸体缸盖模具制造、复杂结构件直接打印等,打印材料包括陶瓷、塑料和钢化玻璃、沙、尼龙、钛合金等30余种。

以色列3D打印系统提供商Object 3D打印机的彪马公司被证明,其运动鞋模型生产时间可缩短四分之三。而捷豹、路虎等汽车生产商则表示其所用环氧树脂基复合材料所制部件中,已有超过三分之一通过3D打印机生产。

当然,在这一轮关于3D打印的科研中,国内外的技术研究均暗自发力,试图抢占这一轮技术的制高点。国外3D打印技术一片火热,国内也早已起航。目前,清华大学、华中科技大学、北京航空航天大学、西北工业大学、西安交通大学、华南理工大学和中国科学院系统等科研单位的研发实力最强,并在产业化方面取得了一定进展。

华中科技大学快速制造中心的史玉升研究团队先后获得国家科学技术进步奖和国家发明奖,在“大工作面粉末床预热温度场均匀控制装置及方法”和“高强度大型激光烧结制件的粉末材料制备及成形工艺”等影响大型复杂制件整体成型的关键技术方面取得了重大突破,成功研制出工业级的1.2米×1.2米快速制造装备,这是世界上最大成形空间的此类装备,超过德国EOS公司最大成形空间0.73米×0.38米和美国3D系统公司0.55米×0.55米的同类产品,使我国在快速制造领域达到世界领先水平。

德国EOS公司生产的激光金属粉末烧结快速成型设备EOS-M280

美国3D系统公司生产的ProJet 5000型号机器

北京航空航天大学同我国主要飞机设计研究所等单位“产学研”紧密合作,瞄准大型飞机、航空发动机等国家重大战略需求,在国际上首次全面突破了钛合金、超高强度钢等难加工大型复杂整体关键构件激光成型工艺、成套装备和应用关键技术,提出了钛合金等高活性难加工金属大型结构件激光直接制造成套装备“新原理”,已研发出具有“原创”核心技术、零件成形能力迄今世界最大(达4000毫米×3000毫米×2000毫米)、具有“结构简单、稳定高效、制造和维护使用成本低廉”等优点,适合钛合金等高活性难加工金属大型结构件直接成形的系列化激光直接制造工程成套装备,并已研发出五代、10余型装备系统,在飞机大型构件生产中已经受近十年的工程实际应用考验,突破了大型整体金属构件激光成型过程零件变形与开裂“瓶颈难题”和内部缺陷和内部质量控制及其无损检验关键技术,飞机构件综合力学性能达到或超过钛合金模锻件,使我国成为迄今世界上唯一掌握大型整体钛合金关键构件激光成型技术并成功实现装机工程应用的国家。

北京航空航天大学王华明团队生产的3D打印应用于航空带筋壁板关键结构件

北京隆源自动成型系统有限公司1994年注册于中关村科技园区。自1995年研制成功第一台激光快速成型机开始,便倾力开发出选区激光粉末烧结(SLS)快速成型机技术,同时致力于快速原型的应用加工服务的拓展,开发生产销售的AFS-320和AFS-450系列激光快速成型机已被广泛应用于科研院校、航空、航天、汽车、摩托车、船舶、家电、医疗、玩具等开发研制和生产单位。

国内外一些3D打印企业生产加工的激光粉末烧结加工产品

3D打印技术已经成功地将传统复杂的生产工艺简单化,将生产工艺领域的复杂问题程序化,并开始渗透到我们生产、生活的方方面面。

第二次工业革命最大的成就,是机械化的普及实现了规模生产,但是,流水线的产品无法满足日益突出的个性化需求,而我们今天的3D打印技术则可能将规模化大生产演变为若干个性化定制,打破集约化生产的传统模式。个性化产品的研究、开发和应用将会更为普遍,新的生产方式将会发生重大改变,传统的生产制造业将面临一次长时间的“洗牌”(与3D打印等新兴技术的融合)。

但是,这种个性化的定制就是第三次工业革命吗?3D打印技术是否能够推动第三次工业革命,目前来看还缺乏足够的实例支撑,我们对3D打印技术的认识和应用才刚刚开始。简言之,我们今天对3D打印这项技术的认识仅仅是未来3D打印技术的冰山一角。必须承认,我们还有很长的路要走。3D打印技术与互联网技术建立的云服务平台,以及与智能材料等其他新技术的结合,是未来智能制造技术的重大突破。

同样,不可否认的是,3D打印技术进一步成熟和应用以后,3D打印技术还会创造更多奇迹。客观地说,今天的3D打印技术还仅仅是一项非常基础的工业制造技术,还处于刚刚起步的阶段,还达不到巨大的爆发力和颠覆性。不过,我们能够从中感受到这股巨大力量的客观真实存在。想象和客观之间,还有一层需要科技工作者想办法捅破的窗户纸。

如果我们能够正确引导3D打印技术的发展,3D打印技术对传统制造业的转型升级和结构性调整将会发挥十分积极的作用。

虽然有着种种不确定,但也拥有种种可能,3D打印技术作为一次重大的技术革命,已经成为广泛共识。

3D打印的魅力所在

3D打印如此神秘,于是滋生了各种想象,不过,这些想象对不了解它的人,反而会起到反作用,让本来有些清晰的3D打印,变得更加扑朔迷离。

3D打印技术能够打印出飞机、汽车,飞机还能够飞,汽车还能够跑,这到底是怎么回事?3D打印怎么这样神秘……

这样的报道看得多了,也的确容易使人陷入迷惑。比如有位美国专家在其关于3D打印的书中写道,我们今后不需要在商场购买商品了,我们只要买一台3D打印机回家,需要任何东西都可以通过3D打印机来打印……故事很动听,对于初次接触3D打印技术的人来讲,的确可能对3D打印技术充满无限遐想,但这种想象把产业潜意识地向泡沫化的方向描述,看起来流光溢彩,其实不堪一击。

媒体的报道有放大功效,因为他们喜欢展望未来,可当梦想照进现实,很多人难免对3D打印技术有不同程度的失望。因为,所谓的3D打印飞机、汽车,打印的只是外壳或者某些零部件,并没有能力一次性打印出整个飞机和汽车内部上万个零部件和电子电路。而我们日常家庭生活中所需的东西更是门类繁多,不可能只用一台3D打印机就能打印出我们家庭生活中需要的所有物品。

3D打印技术的确能够打印出我们设计出来的任何东西,但是,每样东西都是具有功能性的,而功能性主要取决于材料,什么样的材料决定了什么样的功能需求。我们可以在家中摆放一台使用墨盒的打印机,却无法在家里摆放数目众多的3D打印材料,否则,家庭将变成工厂。我们做不到这一点,且大多数家庭也不会这么做。要不然,家庭都变成了工厂,家庭的乐趣还有什么呢?而且打印许多功能性的材料,需要多种大型的工业级打印机来完成,并且打印的许多功能性产品还需要许多后期加工。

当下提倡推动3D打印机进入学校、进入家庭,指的只是桌面级3D打印机的普及,目的是为了培养孩子动手、动脑的能力,鼓励孩子学会创新。

传统制造技术能够生产制造出来的任何产品,运用3D打印技术都能够直接打印出来。传统制造技术不能生产制造的复杂产品,利用3D打印技术也能够直接打印出来。但是,我们并不能证明3D打印技术未来就可以全面替代传统制造业,3D打印技术不是一个筐,什么想象都能往里装,它不能达到“万能”的境界。

很多业内专家和媒体总是希望将3D打印技术描绘成无所不能,我们认为,这无益于3D打印技术的发展。任何一项新兴技术都具有相对的优势和劣势,3D打印技术的发展一定要发挥其比较优势。3D打印技术是一项严谨的科学制造技术,差之毫厘失之千里,我们要普及推广这项技术,应该发挥这项技术的比较优势和相对优势,尽可能找到这项技术的应用领域,而不是把这项技术故意包装成什么都能做。

3D打印技术作为一项非常前沿的新兴技术,在发展初期的确需要广泛报道以达到对普通民众普及的目的,引起社会各界的广泛关注之后推动技术和应用的进步。但是,大众化的科普以后,需要我们精准定位,向社会各界准确传递3D打印技术知识:3D打印技术究竟是一项什么样的技术,主要用在哪些方面;与传统制造技术比较,哪些是它的优势,哪些是它的劣势;3D打印技术与传统制造技术是一种什么关系;我们应该如何引导和扶持3D打印技术的发展……这正是我们当前应该关注和努力的方向。

客观地讲,在很多领域,3D打印技术和传统制造业比较,并不具有绝对的竞争优势。传统制造技术经过数千年的积累和完善,已经非常成熟。无论是工艺、材料、成本、配套,还是人才、市场,传统制造技术都优势明显。那么3D打印技术的优势何在?神秘之处在哪里?我们认为,3D打印可以克服传统打印的建模难题,对于传统制造业不能生产制造的任何高难度、复杂的、个性化的制造,通过3D打印技术都能够迎刃而解,这才是3D打印技术最大的魅力所在。

2013年5月中旬,我在北京宴请欧盟前主席、意大利前总理普罗迪先生时,没有想到他对3D打印技术也非常关注,我们一起就3D打印行业的热点和难点问题交换意见。他问我,3D打印技术未来是否会成为一个大众化的产业。我告诉普罗迪先生,回答这个问题之前,我们首先要搞清楚3D打印与传统制造业的关系。3D打印永远也不可能替代传统制造业,因此,3D打印永远也只是一个小众化的产业。但是,尽管小众,在国内至少也蕴藏有万亿级的市场空间,需要我们去开发。

3D打印是炒作吗

社会大众对3D打印技术的认识过于模糊,和媒体夸大其辞的炒作、一些出版物对3D打印技术流于表面的描写、企业对3D打印无所不能的功能认识有关。

同类推荐
  • 初级会计电算化

    初级会计电算化

    本书是作者根据历年会计从业资格考试的考试大纲以及多年对真题的分析,并结合多为专家、学者的实践经验而编写的。本书主要分为八套模拟试卷,以对考生考前的学习进行模拟实战,达到提高考生成绩的目的。
  • 如何组装电脑

    如何组装电脑

    本书以问答的形式介绍了组装电脑的基本知识。内容包括:电脑硬件的部件组成、CPU的发展历程、CPU主频、内存的组成、内存的主要性能参数等。
  • 天下一家:网络联通世界(科学新导向丛书)

    天下一家:网络联通世界(科学新导向丛书)

    《天下一家:网络联通世界》一书从网络的基本知识出发,详细地介绍了网络科技的发展与用途,还包括校园网络对普及教育的重大作用。本书内容翔实、结构清晰、图文并茂,是一本实用性极强的网上冲浪参考书。
  • 云计算和现代远程教育

    云计算和现代远程教育

    本书介绍了云计算知识、云计算的特性、云计算技术、云计算中的访问云、云计算中的云存储、云计算在远程教育中的应用等内容。
  • 公开时刻

    公开时刻

    本书从传播者分析,内容分析,媒介分析受众与效果分析,传播环境与传播控制分析等几大方面把汶川地震作为重大传播案例,阐释汶川地震的传播学遗产。对政府部门和新闻媒体在危机公关方面做出正面评价。
热门推荐
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 后来大佬又抢亲了

    后来大佬又抢亲了

    【1V1双洁爆甜爽苏】为什么相亲总会被截胡?身无分文的墨三爷:“借你三百块钱。”被赶出家门的墨三爷:“在你这儿借宿两天。”撞见她被表白的墨三爷:“你配不上她,还不赶紧滚!”转身墨三爷又瞧见粉丝跟她表白:“嘤嘤嘤…他们又拐着弯儿欺负我…”她因被陷害声名狼藉,墨三爷旋即将老婆勾进怀里,掏出手机,认真发了微博动态:键盘侠,你们成功引起了我的兴趣!但人红是非一多再多,外界都在传墨太太靠关系上位,上不了台面,必须滚出娱乐圈!黑客界又不淡定了:“再敢哔哔赖赖把你们黑成脑残!”就连商业巨头白少爷也按耐不住:“我宠的人,也容你们置喙?”墨三少窝在沙发,圈着自家老婆的小蛮腰:“她只允许我宠,其他人边儿个去!”【天妒红颜白甜甜VS病娇话痨墨酸酸】
  • 成就好男人

    成就好男人

    不是什么人都可以结交的“人生贵相知,何必金与钱”。“独学而无友,则孤陋寡闻。”人生得一知己足焉。虽然友情是珍贵的,但为交友而交友,良莠不分,则是危险的。“交不信,非吾友也”。莎士比亚说:“朋友间必须是患难相济,那才能说得上是真正的友谊。”“结交贵乎谨始。”酒肉朋友不可交,有福可以同享、有难不可以同当的人不可交,当面好话说尽、转眼又损别人的人不可交,恶毒之人不可交,谄媚势利小人不可交,不正派的人不可交……要知道战国时代孙膑因为交友不慎,差点被恶友庞涓所害,这种例子太多了。最亲近的是朋友,若朋友反目,最恶毒的也是朋友。
  • 野性小村官风云往事

    野性小村官风云往事

    讲述了一段故事,一段往事,一段真实的故事
  • 永乐大帝朱棣(世界伟人传记丛书)

    永乐大帝朱棣(世界伟人传记丛书)

    朱棣善于韬光养晦,卧薪尝胆,在就藩北平的十九年中,他借镇边扫北之机,在为国立功的同时,私蓄日后能为自己夺取皇位拼死效力的文臣武将。为了网罗人才,他不惜放下架子,以朋友之情礼遇,甚至割爱将镇藩之宝东珠送人。对于铁铉、方孝孺、景清几位闻名天下的大儒,朱棣真正做到了礼贤下士,尽管遭到过他们的拒绝和奚落,他照样表现出了相当的耐心和真诚,他要让天下的读书士子看到自己的求贤若渴之心。在这方面,他是成功的,否则在他篡位之后,就不会有上百位的前朝骨鲠之臣自愿为其所用,包括分外傲慢的大才子解缙。
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 自然辩证法新编

    自然辩证法新编

    本书在内容结构上,采取从观念、理论、方法到实践的逻辑,分为自然观、科学观、技术观、科学方法、技术创新方法及科学技术与社会的相互作用6个层面。在具体写法上又将知识分层结构原理和方法贯彻始终,不仅使读者能够理解理论本身,还能够知晓理论形成的条件和根据,以及如何应用具体原理分析和认识科学、技术、经济及社会现实问题。另外,注重案例分析和关系分析也是本书的特点。关系分析有利于培养学生分析问题的能力,而案例分析更是培养学生解决问题能力的好方法。
  • 我去明教当教主

    我去明教当教主

    穿越成婴儿时的张无忌,从娘胎里开始练武功。他是圣嘴神医,靠咒语治疗百病,一手祝由术闻名天下。他是火云食神,“七伤拳”制作生榨果汁,“玄冥神掌”制作冰淇淋,隔壁小孩都馋哭了。他是整容鼻祖,“一阳指”点到痣除,剑气所至,双眼皮开。他是最佳辩手,百岁宴一鸣惊人,光明顶舌辩群儒。武学改变命运,嘴炮成就人生!张无忌携明教全体员工,祝您心想事成,万事如意!(书名一时兴起,已经放弃治疗)
  • 世界虽大只有你是最亮的星

    世界虽大只有你是最亮的星

    自从十岁那年被你挡在身前,脑子里就只有一个念头,以后一定要嫁给你,从此以后,跟着你的脚步,一步一步追逐,只为正式成为被你永远保护的那个人,喜欢你,终于可以大胆的说出来,骆翔,我来了!