設(shè)計(jì)、制造一個(gè)汽車零部件模具，最快需要多少時(shí)間？如果還是傳統(tǒng)的兩個(gè)月、甚至半年時(shí)間，那就有點(diǎn)“out”了。
上周五，瑞安市成立汽車零部件快速制造技術(shù)公共服務(wù)中心給出的答案是：最快半個(gè)月。
“快速制造，就是利用3D打印技術(shù)，把三維圖紙直接打印成產(chǎn)品。”用瑞安市科技局副局長倪勇生的話說，該中心能通過快速設(shè)計(jì)、快速制模、快速成型、快速檢測(cè)，用盡可能短的時(shí)間，把一個(gè)汽車零部件的設(shè)計(jì)想法，打印成產(chǎn)品。
那么，快速制造的奧秘在哪里，能具體應(yīng)用到什么領(lǐng)域？記者來到公共服務(wù)中心一探究竟。
實(shí)物模型掃描成三維圖紙
3D打印機(jī)立馬出成品
一個(gè)新產(chǎn)品的問世，關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)與建模。在位于溫州瑞明工業(yè)股份有限公司的快速制造公共服務(wù)中心里，快速制造的第一步正是快速設(shè)計(jì)。
與傳統(tǒng)制圖再建模的正向設(shè)計(jì)不同，中心里采用的是逆向工程設(shè)計(jì)，即拿到一個(gè)產(chǎn)品，通過激光掃描設(shè)備來獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)，再通過點(diǎn)云數(shù)據(jù)來重構(gòu)三維立體數(shù)據(jù)。也就是說，只需通過掃描實(shí)物模型，就可以制圖。
瑞明執(zhí)行董事韓劍說，利用逆向工程設(shè)計(jì)技術(shù)，中心現(xiàn)在可以對(duì)實(shí)物零件進(jìn)行仔細(xì)地分析，高效率、高精度提取三維數(shù)據(jù)，從而形成圖紙。三維圖紙生成后，技術(shù)人員將數(shù)據(jù)傳輸給3D打印機(jī)，然后裝好打印材料，開動(dòng)打印機(jī)就可實(shí)現(xiàn)快速制造。
在快速模具試制中心，記者看到了一臺(tái)近兩米高、形似立柜的設(shè)備。韓劍介紹，這是一臺(tái)采用激光燒結(jié)技術(shù)的快速成型機(jī)，也就是3D打印機(jī)。
以一個(gè)四方塊測(cè)試件為例，近兩米高的大鐵箱子里，鋪粉輥來回運(yùn)動(dòng)，把原料粉末均勻地平鋪在金屬平臺(tái)上，從頂部圓形裝置上撒下的激光束在薄層粉末上一次次“游走”，旁邊的顯示屏上，顯示出三維結(jié)構(gòu)的制件正一點(diǎn)點(diǎn)地“生長”出來。
技術(shù)人員告訴記者，棕色粉末就是制作模具的樹脂砂材料，在計(jì)算機(jī)控制下，激光掃描過的地方樹脂砂就會(huì)固化，一次次掃描、一次次固化，層與層之間在激光的作用下實(shí)現(xiàn)了逐層堆積，無縫連接。這就好比是做蛋糕一層層澆奶油的過程。
以瑞明主打的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋為例，可先通過逆向工程設(shè)計(jì)技術(shù)，經(jīng)3小時(shí)掃描后，重構(gòu)缸蓋的三維立體數(shù)據(jù)。技術(shù)人員可根據(jù)企業(yè)的不同需求，對(duì)圖紙進(jìn)行修正與改進(jìn)，再利用數(shù)據(jù)在3D打印機(jī)中進(jìn)行模型快速制造。模具成型后，再將之與其他組件進(jìn)行測(cè)試與裝配，試制成功后就可以實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。
快速制造仍在推廣階段
市場(chǎng)前景不可估量
利用快速技術(shù)，瑞明率先嘗到了“甜頭”。“以前開發(fā)一個(gè)缸蓋需要5個(gè)月時(shí)間，現(xiàn)在兩周就可完成，費(fèi)用也從上百萬元降到了幾十萬元。”韓劍表示，快速制造技術(shù)可以縮短制造業(yè)新產(chǎn)品的開發(fā)周期，還能降低開發(fā)成本。
此外，在傳統(tǒng)汽車制造領(lǐng)域，汽車零部件的模具零件開發(fā)往往需要長時(shí)間的研發(fā)、測(cè)試。當(dāng)存在問題時(shí)，修正零件也需要同樣漫長的周期。而3D打印技術(shù)則能快速制作造型復(fù)雜的零部件，當(dāng)測(cè)試出現(xiàn)問題時(shí)，修改3D文件重新打印即可再次測(cè)試。
據(jù)介紹，目前支持3D打印的材料很多。樹脂、尼龍、石膏、塑料這些都是普遍使用的材料，隨著業(yè)界研發(fā)的不斷進(jìn)步，支持鈦、不銹鋼或鋁、鐵金屬材料的打印機(jī)也已經(jīng)出現(xiàn)。
“雖然這個(gè)中心設(shè)在瑞明，但并不是一個(gè)企業(yè)的車間或部門，而是獨(dú)立的公共服務(wù)平臺(tái)。”倪勇生告訴記者，該中心由政府引導(dǎo)、企業(yè)投資，實(shí)行市場(chǎng)化運(yùn)作，是面向全市汽車、泵類、機(jī)械等制造企業(yè)的科技創(chuàng)新公共服務(wù)平臺(tái)。
他向記者表示，目前瑞安市汽摩配、電子、塑料、鞋革、工藝品等支柱產(chǎn)業(yè)的60%零件靠模具來定型，但模具產(chǎn)業(yè)總體發(fā)展水平偏低，已成為制約產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的瓶頸。快速制造公共服務(wù)中心成立后，將致力于將先進(jìn)的快速成型技術(shù)融入各行業(yè)新產(chǎn)品快速開發(fā)中，建立企業(yè)產(chǎn)品數(shù)字化快速開發(fā)企業(yè)服務(wù)平臺(tái)，帶動(dòng)周邊企業(yè)加速產(chǎn)品研發(fā)過程。
在正式投用當(dāng)天，瑞安市科技局還向簽約企業(yè)發(fā)放了科技創(chuàng)新公共服務(wù)券，領(lǐng)券的企業(yè)可在3年內(nèi)享受15%至20%的加工補(bǔ)貼。同時(shí)，該中心還與廣汽集團(tuán)、浙江吉利控股集團(tuán)、力邦集團(tuán)、勝華波等4家企業(yè)簽訂了合作協(xié)議。
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