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Adrian Keppler:中国增材制造应用将赶超欧美

来源:客户端

发布时间:2018-07-25 18:37:10

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快速成型、高度灵活的增材制造如何重塑制造业?答案肯定不是“单打独斗”。



“未来制造不会是单纯的增材制造或单纯的传统制造,两者会通过集成——比如3D打印完之后的后处理,如热处理或是加工抛光等传统制造工艺——结合起来,工厂或车间的信息集成将使上述流程更加顺畅。”近日接受记者采访时,全球工业级增材制造巨头EOS首席执行官Adrian Keppler说道。

把增材制造换个更为人所熟知的名字,便是3D打印。传统的机械加工方法往往是“做减法”,在制造过程中材料逐渐减少;锻造、铸造等热加工方法,可粗略视为“等材制造”;3D打印(增材制造)逆其道而行,采用打印头、喷嘴等,通过逐层增加材料的方式制造三维实体物件。它并不在乎几何图形有多复杂,相反,越复杂的结构可能由于镂空越多,用料越少、成本更低,这与传统生产恰恰相反。




1989年,激光加工、快速成型领域专家Hans J. Langer博士在德国慕尼黑成立EOS(Electro Optical Systems)公司。目前,EOS已成为全球工业级增材制造领域规模最大的企业之一,提供从增材制造设备、材料、工艺、配套软件、咨询服务在内的整体解决方案。截至2017年底,EOS全球装机总量超过3000台,其中中国市场装机超过300台。按行业划分,目前EOS在中国市场装机量最大的行业是航空航天,其次是模具和医疗。

Keppler说,从全球角度看,目前增材制造的成熟应用主要集中在航空航天、医疗及石油天然气行业。“这些行业有个很大的共同点:产品的单件产量相对较低,但价值却非常高。”这集中体现了增材制造的优势之一:当企业想以较低的成本生产量少价值高的部件时,传统的开模、铸造、切割、组装方式往往会在经济性上遭遇挑战,这类行业会首先选择用增材制造来突破瓶颈。

用工业级塑料、光敏树脂或金属“堆积”而成的产品强度与韧性,是外界对工业级增材制造的最大顾虑之一。据Keppler介绍,在美国、欧洲和俄罗斯,已经有大量直升机部件使用增材制造。不同部件的承载条件不同,目前直升机上的功能部件已大量采用增材制造产品,承受更大载荷的结构部件未来也有望越来越多使用增材制造。

另一个例子是,在西门子公司位于瑞典小镇芬斯蓬的工业燃气轮机工厂,EOS公司的3D打印机采用选择性激光熔化(SLM)增材制造技术生产的涡轮叶片,经过24小时完整全载荷测试后未发现任何破损。燃气轮机涡轮叶片所处的工作环境堪称严苛:零件热负荷接近于所用金属的熔点;涡轮叶片所承受的离心力是净重力的10000倍;叶片尖端的线速度接近声速。




当前,增材制造技术在中国市场的渗透率还远比不上欧洲与美国。Keppler称,中国拥有全球最大的制造业体量,所以绝不会在增材制造领域落后太多。

“中国在发展自己的民用航空、航空发动机,在汽车领域正积极推广新能源汽车,在医疗方面,中国消费者也开始追求更多的个性化需求。这些趋势会让中国市场对增材制造产生更多需求,所以中国很快会在增材制造应用方面追上欧美国家,甚至可能超过他们。” Keppler回忆说,在欧美市场的孕育和发展过程中,增材制造技术影响力扩大的背后是有企业家愿意承担风险并勇于创新,“未来如果越来越多的中国企业也鼓励这样一种冒险或者是创新精神,会加速中国赶超欧美的过程。”

Keppler说,增材制造和传统制造各有千秋,相互融合可优势互补、降低生产成本。目前,EOS正在与空客、波音等公司合作,研发未来集成化的增材制造生产线。此外,随着金属3D打印技术在工业领域中的作用与日俱增,EOS与德国航空结构供应商、飞机零配件制造商Premium AEROTEC及汽车制造商戴姆勒公司共同推出了“新一代增材制造”项目。该项目的目标是推动工业3D打印的自动化进程。针对这一目标,该项目组成员将严格检验整个增材制造过程,从金属粉末的运输供应、到打印完成后的加工处理过程,来观察整个零部件生产有哪些步骤能实现自动化,以此推动金属3D打印技术在大规模批量生产中的应用。

据介绍,EOS的目标是将增材制造的单件产品成本较当前水平降低10倍以上。为此,EOS正在开发不同能量来源更有效、快速地融化金属或多分子材料以降低制造成本。

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