3D打印产业化路在何方?精密铸造可能是个突破口

汉水狂客
关注

据了解,在这不到一年的时间里,不少企业已经悄然转型,甚至伏倒在了前行的路上。与其说这是一场“物竞天择”模式的重演,我们倒更倾向于把它比作泡沫破裂之后漫长黑夜的降临。夜里不仅漂浮着“适者生存”大清洗式的血腥,也暗藏了扛旗者的坚守和对“路在何方”的理性沉思与艰难探寻。

1496278050639080354.png

回顾 | 盛世下的3D打印泡沫

2007年,全球著名硬件开源项目Reprap公布了PrusaMendel这一型号3D打印机的全部图纸和程序代码;2009年,全球最大的3D打印机公司StrataSys公司的FDM部分专利到期,打开了3D打印技术开源运动的大门,一时间,无数的技术爱好者和创业公司涌入了这一领域。2012年,美国《The Economist》(经济学人)发表专题文章称:“3D打印将成为第三次工业革命”, 以及2013年美国政府将将“3D打印具有革命我们制造每一件事物的潜能”这样的说法放入了白宫国情咨文中,彻底引爆了“3D打印”概念。

blob.png

国内媒体、政府迅速跟进,形成了以快速成型新技术颠覆传统制造业的燎原态势。3D打印在此时攀上了技术创新潮流的顶点。但是,3D打印也无法逃脱与其它新技术应用一样的“命运曲线”。从2007年到接下来不到5年的时间里,经历了技术萌芽期(Innovation Trigger),2013年从希望膨胀的巅峰期(Peak of Inflated Experctations)向下回落,直到今天走向了泡沫破裂的低谷(Through of Disillusionment)。

3D打印产业化路在何方?精密铸造可能是个突破口

大量的3D打印公司倒闭,整个行业仍然没有看到这项技术的广泛运用,所有之前描述过的精彩绝伦的场景都几乎没有实现,之前狂热追捧的投资人也早已无踪无影。黑夜会淹没许多来不及思考出路的人,而那些存活了下来的守夜人,则在不断反思中临渊履薄,战兢前行。

破茧 | 推动3D打印杀入精密铸造行业

在整个行业低迷之时,不久前,国内三家企业联合发布了“3D打印+精密铸造”的新应用,在全球范围内向客户提供小批量、复杂结构的金属零部件制造服务。这是一场由两位3D打印的行业守夜人主导的革命性转型,预示着一次由3D打印技术带来的新的飞跃:从制作样件向制造最终零部件,从单一样件制作向小规模多批次生产、甚至大批量生产进军。

这项新的应用,浓缩了三家公司多年的心血:数据从南京壹千零壹号的综合云制造平台上传,发送到1001号核心工厂中的工业级FDM(FFF)核心生产线,运用PolyMaker最新研制的PolyCast材料和PolySmooth技术,打印出工业腊件,然后送入鑫宇精工的自动化精密铸造生产线,最终得到完全符合工业标准的金属零部件。在不远的将来,三家企业将联合推出国内最先进的无尘精密铸造车间,将新技术和传统工艺紧密地结合,为3D打印技术寻找一片新的“蓝海”。

反思|蓝海在哪里?甜水井在哪里?

以FDM技术应用为主带动了过去几年3D打印的繁荣。几年间,大量的桌面级别的设备涌向社会,使得这个新技术进入普罗大众的视野,打造出了一场3D打印的科普狂欢。

   

然而,当国内仍旧热衷于谈论桌面级别的3D打印设备在消费级市场中的井喷式发展之时,作为3D打印桌面机行业风向标的Makerbot已于2013年委身于行业巨头StrataSys,并于2015年再度裁员不再生产设备,以及另一位巨头3DSystem旗下桌面级品牌Cube系列停产等一系列现象,可谓是“冰火两重天”。在深圳一带的小工厂里,一台普通的桌面机3D打印设备的提货价不足千元,这一领域现在已经陷入了价格战的泥潭。

将3D打印应用于工业原型样件(Prototype)是当前该技术在工业生产领域结合最紧密的应用方向之一。据Sculpteo最新发布的《2017年3D打印行业调查报告 (TheState of 3Dprinting,Edition 2017)》,原型样件的应用占到整个技术应用的34%,概念产品的验证(Proof of Concept)则占23%,两者叠加已经超过整个3D打印技术应用的50%以上。

blob.png

而事实上,当前3D打印技术主要应用的工业模型样件市场,一直以来都是传统手板行业的天下。对于那些缺乏传统手板基础的新兴3D打印企业来说,能够从国内手板行业中分得一块蛋糕也是异常的艰难。据行业统计,当前工业模型行业的利润率其实不到20%,且工业模型的制作往往只是从0到1的个性化试制,缺乏规模化生产的庞大价值体系。规模分散、利润不足、竞争激烈,使得很多以3D打印服务为主业的公司,也面临非常巨大的生存压力。

行业成本压力的不断增加,竞争环境日趋恶化,核心技术仍然与海外有很大差距。企业未来要生存下来,就要找到自己的“甜水井”。笔者采访了上面几家公司的经营者,大家都共同认为:

·3D打印必须要在传统制造业中找到落脚点,必须要“融入”和“改善”,而不是“颠覆”传同行业,口号式的思想用于经营企业是危险的;

·3D打印本质是制造,制造的核心就是质量和成本,没有规模效应,就很难生存,必须要把3D打印从制造样件的位置,挪到生产最终产品和小批量、大批量制造的路子上去;

·找到技术独特的优势,并且发挥到极致,找一个很精准的点进行饱和攻击。

未来|铸造业是新的一片蓝海

调查显示,铸造市场的规模是工业样件市场的近1000倍。据中国铸造协会统计,2010年我国铸造企业数量多达30000家,居全球首位;另中国机械工业联合会统计,2010年中国铸造业规模以上企业仅5957家,平均单厂年产量为3506吨。精密铸造是铸造业中技术水平最高、工艺最复杂、利润率最高的细分领域,很大一部分的航空、汽车的复杂零部件,都是用这种工艺生产的。

由于每一个精密铸造零件都必须对应一个蜡模和形壳,目前上文中使用的3D打印材料PolyCast,已经达到了3/100000的灰烬度,从工艺性能上足以替代传统的铸造蜡。而1001号的3D打印的集群已经完全使用了工业4.0时代的MES系统,全自动化,大大地高了规模化生产的能力。而且,由于新材料在常温下不会变形,使得在大型铸造件上,有更加明显的优势。

新的“3D打印+精密铸造”的工艺相较于直接的金属3D打印工艺(SLM/EBM/DMLS等),在成本和材料的选择方面,也有无可比拟的优势:

1)在当前技术条件下,金属3D打印的设备成本、材料成本、维护升本都非常的高,比“3D打印+精密铸造”的成本高出至少一个数量级;

2)直接3D打印金属可选择的材料种类也多局限于钛合金、钴铬合金、不锈钢、模具钢等有限的种类里,传统的铸造工艺对金属的种类没有特别的限制;

3)金属直接3D打印当前还是一座技术“孤岛”, “3D打印+精密铸造”却能够与行业里面上万家企业合作,充分杠杆成熟产业带来的全局性的优势。

切入精密铸造行业,仅仅是3D打印技术应用落地的一个探索,我们坚信未来会有更多的技术应用的出现。这有赖于全行业在技术创新上孜孜不倦。作为新的制造技术,如何面对质量、成本、速度的永恒课题,是行业同行者要不断面临的挑战,让我们拭目以待。

下载OFweek,高科技全行业资讯一手掌握

评论

(共0条评论

评论长度不能少于6个字

暂无评论

今日看点

还不是OFweek会员,马上注册
立即打开