3D打印是世界性的科技角逐,云計算使“從智能走向智慧”成為可能,機器人是自動化領域“掌上的明珠”,它們是中國發(fā)展先進制造業(yè)的坐標。
“中國制造2025”發(fā)布后,國內(nèi)外企業(yè)、智庫紛紛對此進行關注和研究。他們通過比較“中國制造2025”、美國“再工業(yè)化構想”、日本“工業(yè)智能化”和德國“工業(yè)4.0”之后認為,先進制造業(yè)正在聚焦3D打印、大數(shù)據(jù)、機器人等前沿熱點,中國在實施“中國制造2025”的進程中,需要緊密跟蹤借鑒制造業(yè)前沿熱點和發(fā)展路徑,引導企業(yè)適時適度完善和調(diào)整發(fā)展重點,使“中國制造2025”在同類規(guī)劃中具有競爭力和主動性。
3D打印應用到細分產(chǎn)業(yè)
“歸根結底,先進制造技術使得新設計新材料得以應用。”通用電氣公司研究開發(fā)中心中國總魏斌評價3D打印技術稱。
zui近,歐洲和美國等的制造業(yè)聯(lián)盟機構對發(fā)展3D打印細分行業(yè)進行了較為明確指向,他們把3D打印技術的市場需求主要定位在醫(yī)療和飛機關鍵小部件的制造上。
對此,*有關報告指出,3D技術將對智能生產(chǎn)、智能加工和智能設備帶來推動作用。我國3D打印技術應該在可穿戴電子設備、可穿戴器件、個性化手術導板以及一些醫(yī)療模型等方面有更大的作為。
3D打印應用到細分產(chǎn)業(yè)
3D技術是一種以數(shù)字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可黏合材料,通過逐層打印的方式來構造物體的技術。盡管zui近幾年才走入公眾視野并引發(fā)普遍關注,但誕生于上世紀80年代的3D打印技術,很早就在醫(yī)療行業(yè)嶄露頭角。
比利時瑪瑞斯三維打印技術有限公司中國區(qū)總凱艾姆·弗朗索瓦表示,僅2013年,該公司就打印了15萬個醫(yī)療模型,包括個性化手術導板以及一些醫(yī)療模型等,目前已有1000多萬人開始使用定制化的3D打印助聽器產(chǎn)品。
上海交通大學數(shù)字醫(yī)學*工程研究中心教授王成燾認為,個體化、化、微創(chuàng)化、遠程化是21世紀臨床醫(yī)學發(fā)展的四大方向,其中,數(shù)字技術是主要支撐,3D打印技術是重要內(nèi)容。
據(jù)王成燾介紹,目前3D打印技術在臨床醫(yī)學的應用有三大領域——打模型、助力手術、量體個性化種植,接下來的研發(fā)方向是軟組織系統(tǒng)和組織工程支架的3D打印,同時也對模型的物理性能提出更高需求,如能否打印血管肌肉等。
據(jù)了解,3D打印技術本質(zhì)上并不是印刷技術,而是一種制造技術,業(yè)內(nèi)也稱其為“增材制造”,與傳統(tǒng)制造業(yè)通過加工原料zui終成型不同,3D打印技術是“無中生有”的制作過程,不僅不受原料幾何形狀的約束,還幾乎不產(chǎn)生廢料,能有效節(jié)約成本。
“3D打印技術可以解決很多傳統(tǒng)工藝解決不了的問題。”通用電氣公司研究開發(fā)中心中國總魏斌表示,先進制造業(yè)的根本在于先進產(chǎn)品,而生產(chǎn)先進產(chǎn)品必須有先進可靠的加工手段,能夠把新型材料加以應用,3D打印技術在制造復雜、個性化產(chǎn)品方面要比傳統(tǒng)制造工藝有優(yōu)勢。
魏斌舉例說,飛機發(fā)動機葉片前面的防鳥撞零件形狀復雜,加工起來很有難度,但3D打印技術可以實現(xiàn)“一次成型”,不僅提高了制造效率,而且使產(chǎn)品具有機械特質(zhì)以滿足功能需求。
當然,3D打印技術的應用與管理也絕不僅僅局限于一臺3D打印機,也不是說只要有了機器、模型、好的材料就一定能夠生產(chǎn)出好的產(chǎn)品,3D打印行業(yè)跟傳統(tǒng)制造業(yè)一樣,也需要工藝流程來進行管理操作,機器只是其中一個環(huán)節(jié)。
盡管3D打印技術日益受到重視,3D打印產(chǎn)業(yè)也成為“增長zui快的工業(yè)”之一,但與傳統(tǒng)制造業(yè)的規(guī)模相比,仍然是滄海之一粟。據(jù)世界3D打印技術產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟統(tǒng)計,直到2013年,3D打印市場規(guī)模才近40億美元,還不及一家大型企業(yè)一年的產(chǎn)值。
業(yè)內(nèi)人士認為,3D打印技術更適合“制造和銷售*的產(chǎn)品和服務,為消費者提供個性化和革命化的體驗”,它發(fā)展的出路不在于與傳統(tǒng)制造業(yè)一較高下,而是通過其高度的加工制造柔性與廣泛的材料適用性來與傳統(tǒng)制造業(yè)優(yōu)勢進行互補,以其“精、準、快”的制造特點,促進傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級。
3D打印技術正成為一場世界性的科技角逐,既為先進制造業(yè)發(fā)展指明了一條路徑,也為傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級指出一個方向。
大數(shù)據(jù) 云計算:嵌入生產(chǎn)全過程
美國的“再工業(yè)化構想”、日本的“工業(yè)智能化”和德國的“工業(yè)4.0”都把大數(shù)據(jù)和云計算等新一代信息技術嵌入到制造業(yè)的生產(chǎn)和服務全過程,其實施的進程和效果已被廣泛關注。
“多數(shù)制造企業(yè)所理解的競爭,主要著眼于遇到問題解決問題,這只是看得見的競爭,更聰明的企業(yè)已經(jīng)在努力避免問題上下功夫,這就是看不見的競爭,未來的競爭主要是這個。”美國國家科學基金會(NSF)智能維護系統(tǒng)產(chǎn)學合作中心主任李杰說,互聯(lián)網(wǎng)時代制造業(yè)格局正在發(fā)生改變,大數(shù)據(jù)技術將扮演重要角色。
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