3d打印技术的发展及其应用现状这都可以

2023-06-21 11:50:46

　　3D列印、大统计数据、机器人：三大蓝海

　　国际金属加工网

　　一流制造 ◇ 系列技术讲座

　　1月11日13:30-17:00 2023 Ansys我国机器人金融行业典型研讨会

　　“我国制造2025”发布后，国内外民营企业纷纷为此展开高度关注和科学研究。他们透过比较“我国制造2025”、英国“再工业化设想”、日本“工业智能化”和瑞典“工业4.0”之后表示，亚洲地区一流制造业正在聚焦3D列印、大统计数据、机器人等最前沿领涨板块，我国在实行“我国制造2025”的民主化中，需要紧密跟踪借鉴亚洲地区制造业最前沿领涨板块和产业发展发展方向，引导民营企业适时适度完善和调整产业发展发展重点，使“我国制造2025”在亚洲地区同类规划沃苏什卡有市场竞争力和主动性。

　　3D列印应用领域到行业龙头产业发展

“归根结底，一流制造技术使得新设计新金属材料得以应用领域。”GE公司科学研究开发中心我国副总经理库兹马海评价3D列印技术称。

　　前段时间，欧洲和英国等的制造业国联机构对产业发展发展3D列印行业龙头金融行业展开了较为明确指向，他们把3D列印技术的市场市场需求主要定位在医疗和飞机关键小部件的制造上。

　　为此，我国工程建设院有关报告表示，3D技术将对智能制造、智能加工和智能设备带来推动作用。我国3D列印技术应该在可佩戴电子设备、可佩戴器件、个人化术后大别列兹尼区以及一些医疗模型等方面有更大的作为。

3D技术是一种以位数模型文件为基础，运用粉末金属或塑料等可粘合金属材料，透过逐级列印的方式来预制构件体的技术。虽然前段时间几年才走入公众视野并引发普遍高度关注，但诞生于上世纪80年代的3D列印技术，很早就在医疗金融行业崭露头角。

　　比利时玛里斯三维列印技术我国区副总经理凯艾姆·皮埃尔表示，仅2013年，该公司就列印了15万个医疗模型，包括个人化术后大别列兹尼区以及一些医疗模型等，目前亚洲地区已有1000多万人开始使用定制化的3D列印电子仪器产品。

　　上海交通大学[博客]位数医学教育部工程建设科学研究中心教授王成焘表示，个体化、精准化、神经外科化、远程化是21世纪药学产业发展发展的四大方向，其中，位数技术是主要支撑，3D列印技术是重要内容。

据王成焘介绍，目前3D列印技术在药学的应用领域有三大领域——打模型、助力精准术后、量体个人化种植，接下来的研发方向是软组织系统和组织工程建设支架的3D列印，同时也对模型的耐热性提出更高市场需求，如能否列印血管肌肉等。

　　据了解，3D列印技术本质上并不是印刷技术，而是一种制造技术，业内也称其为“involves制造”，与现代制造业透过加工原材料最终成形不同，3D列印技术是“无中生有”的制作过程，不仅不受原材料几何花纹的约束，还几乎不产生废物，能有效节约成本。

　　“3D列印技术能解决很多现代工艺解决不了的难题。”GE公司科学研究开发中心我国副总经理库兹马海表示，一流制造业的根本是一流产品，而制造一流产品必须有一流可靠的加工手段，能够把新型金属材料加以应用领域，3D列印技术在制造繁杂、个人化产品方面要比现代制造工艺有竞争优势。

库兹马海举例说，飞机发动机叶片前面的防鸟撞零件花纹繁杂，加工起来很有难度，但3D列印技术能实现“一次成形”，不仅提高了制造效率，而且使产品具有机械特质以满足功能市场需求。

　　当然，3D列印技术的应用领域与管理也绝不仅仅局限于一台3D列印机，也不是说只要有了机器、模型、好的金属材料就一定能够制造出好的产品，3D列印金融行业跟现代制造业一样，也需要工艺流程来展开管理操作，机器只是其中一个环节。

　　虽然3D列印技术日益受到重视，3D列印产业发展也成为“十大增长最快的工业”之一，但与现代制造业的规模相比，仍然是之句之一粟。据世界3D列印技术产业发展国联统计，直到2013年，亚洲地区3D列印市场规模才近40亿美元，还不及一家大型民营企业一年的产值。

业内人士表示，3D列印技术更适合“制造和销售高利润的产品和服务项目，为消费者提供个人化和革命化的体验”，它产业发展发展的出路不是与现代制造业一较高下，而是透过其高度的加工制造柔性与广为的金属材料精确性来与现代制造业竞争优势展开互补，以其“精、准、快”的制造特点，促进现代制造业结构调整升级换代。

　　3D列印技术正成为一场世界性的科技角逐，既为一流制造业产业发展发展指明了一条方向，也为现代制造业结构调整升级换代表示一个方向。

　　大统计数据+云计算：内嵌制造各个环节

　　英国的“再工业化设想”、日本的“工业智能化”和瑞典的“工业4.0”都把大统计数据和云计算等新一代信息技术内嵌到制造业的制造和服务项目各个环节，其实行的民主化和效果已被广为高度关注。

“多数制造民营企业所理解的市场竞争，主要着眼于遇到难题解决难题，这只是看得见的市场竞争，更聪明的民营企业已经在努力避免难题上下功夫，这就是看不见的市场竞争，未来的市场竞争主要是这个。”英国国家科学基金会(NSF)智能维护系统产学合作中心主任李杰说，互联网时代亚洲地区制造业格局正在发生改变，大统计数据技术将扮演重要角色。

　　大统计数据是指所涉资料数量巨大，无法透过目前的主流软件在合理时间内撷取、管理、处理，使其成为能够帮助民营企业经营决策、达成更积极目的的资讯，又称巨量资料。

李杰说，信息时代制造业的大统计数据来源，就是6C：连接(Connection，传感器和网络)、云(Cloud，任何时间及市场需求的统计数据)、虚拟网络(Cyber，模式与记忆)、内容(Content，相关性和含义)、社群(Community，分享和交际)与客制化(customization，个人化服务项目与价值)。

　　“大统计数据技术的最大价值，就是利用上述大统计数据找出隐性的、还没有发生的难题，然后避免难题发生。”李杰说。

　　据介绍，为防止出现尿布渗漏等质量难题，宝洁公司过去要用相机逐一筛查，找到难题后必须停机，挑出不合格尿布，再重新开机制造。如何让制造线不停机也能挑出不合格产品?

　　在大统计数据技术支持下，宝洁公司改变以前发现难题再处理的现代方式，而是透过实时监控尿布制造情况，预先发现不健康状态，并将处于这一状态下的尿布统统去除，保证了制造线连续工作，仅此一项，每年就为宝洁节省4.5亿美元制造成本。

“我国有最大的应用领域市场，有很多统计数据，高铁统计数据，机床统计数据，制造线统计数据，如果不能分析，我们就损失掉最大的市场。英国缺乏19万大统计数据分析工程建设师，我国缺乏190万。”李杰说。

　　高德纳咨询公司表示，大统计数据成为海量、高增长率和多样化的信息资产的前提，需要有新的处理模式，这就是云计算(Cloud Computing)。

　　“云计算，用一个简单的词来说，就是网络计算，即计算不需要再围绕CPU转，而是围绕网络转，就像附着在网络上的一层能力，网络延伸哪个地方，你的计算能力就延伸到哪个地方，无处不在。”思科(CISCO)大中华区高级副总裁殷康说。

　　云计算是现代计算机和网络技术融合产业发展发展的典型产物，它使零碎统计数据能变成相关统计数据，使衰败统计数据能变成鲜活统计数据，透过云计算，共享的软硬件资源和信息能按市场需求提供给计算机和其他设备。

殷康说，云计算使得大数据有了生存空间和价值，有了“从智能走向智慧”的可能性。专家表示，信息化和工业化的融合非常重要，驱动这个融合过程的是两个引擎——纵向上的云计算性能的提高和横向上的产业发展产业发展发展空间的开放。

　　IBM[博客]软件集团智慧城市事业部首席架构师朱华宇表示，制造过程中的洞察力有赖于大统计数据的实时监测和有效预测，而产品优化上的洞察力则还要依靠客户的反馈，所以，对非结构化统计数据的处理能力，是大统计数据技术应用领域于制造业需要突破的一个瓶颈。

　　大统计数据与云计算的结合，具体到一个民营企业上，就是促进民营企业从制造型制造向服务项目型制造转变，透过互联网技术消除不对称的商业模式，并且培养制造过程中的洞察力和产品优化上的洞察力。

上升到整个制造业层面，大数据与云计算能为产业发展带来更高的效益、制造的灵活性与安全性，以及新的创新平台，促进制造业从制造型制造向服务项目型制造转变，最终朝着智能制造和云制造方向跨进。

　　人机共融成新一代机器人发力点

　　未来机器人不仅能跟人融合，而且还会变得比较便宜。让中小民营企业用得起机器人，既要灵活，又要便宜，这是目前很难实现的目标，但却是下一步努力的方向。

根据国家部署，我国机器人产业发展未来十年的产业发展发展，将围绕汽车、机械、电子、危险品制造、国防军工、化工、轻工等工业机器人、特种机器人，以及医疗健康、家庭服务项目、教育娱乐等服务项目机器人应用领域市场需求，积极研发新产品，促进机器人标准化、模块化产业发展发展，扩大市场应用领域。突破机器人本体、减速器、伺服电机、控制器、传感器与驱动器等关键零部件及系统集成设计制造等技术瓶颈。

　　工业机器人作为自动化技术的集大成者，一直被誉为自动化领域“皇冠上的明珠”。据我国工程建设院院士王天然介绍，工业机器人自诞生以来实现广为产业发展发展，而且还在向其他领域展开技术转移，派生出新的领域，如服务项目机器人等。

　　据权威机构预测，机器人是未来影响人类工作与生活的关键技术之一，其中，用于增加人的制造能力的工业机器人和用于医疗方面的机器人将会产生很大的影响。

特别是在缓解劳动力不足等难题上，工业机器人所发挥的作用越来越大。以日本为例，王天然说，20世纪70年代至90年代，日本经济高速增长，劳动力严重短缺，用了20年时间变成机器人第一大国，而且变成制造强国。进入90年代，亚洲经济快速产业发展发展，该区域工业机器人市场需求量增幅亚洲地区最高。目前亚洲地区对工业机器人的市场需求仍然很广为，按照工作岗位算，工业机器人只占5.63%。

　　王天然说，目前，工业机器人已经在汽车整车及零部件、工程建设机械、轨道交通、低压电器、电力等领域有了较好的应用领域，而且机器人技术仍在不断提升产业发展发展，主要是两个方向：一是在机器人操作能力上追求完美，提升其速度、精度、适应性，扩大应用领域领域;二是在机器人智能化、网络化上不断努力，提高机器与人的交互能力。

有统计显示，从1990年到2000年，工业机器人定位精度提高了61%，平均无故障时间增加了137%，价格差不多降了一半。据日本预测，到2030年，机器人重复定位精度将会翻一番，绝对定位精度将提高一个数量级。

　　“现在教机器人怎么干活的办法很笨，人要拿着示教器，一步一步教机器人怎么操作，机器人跟着周而复始重复操作，不能挪地方换产品，否则还要再教一遍。”王天然说，现在的努力方向是把机器人变成制造过程当中的一个部件，即插即用。

　　目前，机器人应用领域领域正在扩大。据了解，日本在人形机器人研发方面正在取得一些突破。日本大阪大学国际电信基础技术科学研究所高级科学研究员西尾修一说，这种机器人看起来和人形差不多，可由操作员展开远程控制，实现机器人与用户之间的自如交流。

“人机共融是新一代机器人的本质特征，是国际机器人界努力的主要方向。”王天然说，以工业机器人为例，就是机器人今后跟人在同一自然空间工作，能配合人的市场需求，学习人的技能，“将来机器人能够像徒弟一样跟着师傅干活，向师傅学习，人与机器人的关系，也将从主仆关系变成合作关系”。

　　近年来，随着我国有效劳动力逐年减少、人力成本不断上升，对机器人的市场需求快速增长。据统计，2013年我国机器人销量3.6万台，比2012年增长41%，超过日本，成为世界机器人的第一大市场。国际机器人联合会预测，我国将在2017年拥有40万台工业机器人，达到历史最高值。

　　“按每台机器人售价25万元，年销量3.6万台，每台完成4倍于售价的应用领域工程建设，国内市场每年就是几百个亿的规模。”王天然说，开放的市场将吸引亚洲地区机器人制造商，市场市场竞争将不断加剧。

( 文章来源：互联网 )

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