3D打印技術創新推動“中國工業4.0”
發表周期:2018-01-09 09:00:27
在2018年中國(哈爾濱)航空航天3D打印材料及應用制備技術博覽會暨高峰論壇上,中國航天科工三院院長張紅文告訴來賓:“3D打印,將創新驅動中國工業4.0。”
新形勢下,航空航天產品的研制和生產,面臨新的需求和挑戰:航天產品對產品性能、材料、復雜結構、質量等方面的要求不斷提高,以及鑄造、鍛造、機加工、特種加工、鉚接、焊接等傳統制造工藝存在的周期長、費用高、效率不夠高等問題,已不能適應航空航天型號多品種、變批量、超精密、快響應等需求挑戰。而3D打印,正是解決這些問題的良方。
3D打印顛覆技術魅力
當前,中國經濟的發展進入了新常態階段,經濟增長速度正在從高速增長轉向中高速增長,經濟結構和產業結構需不斷優化,發展動力需從要素驅動、投資驅動轉向創新驅動。在全球制造業格局分析中,制造業被認為正面臨重大調整。隨著新一代信息技術與制造業深度融合,以3D打印、移動互聯網、大數據等新興技術將重構現有的制造業技術體系,推動實現制造生產方式的變革,智能制造將代替重復和一般技能勞動成為大勢所趨。
新一輪科技革命和產業變革正在世界范圍內孕育興起,各國紛紛搶占未來戰略制高點,發達國家加緊實施“再工業化”,中國產業轉型、提質增效迫在眉睫。智能制造與3D打印是全球產業界追逐的焦點,也為中國經濟轉型升級帶來了新的契機,中國航天科工集團有限公司及所屬三院敏銳意識到,必須抓住機遇,以向智能制造轉型為關鍵,以大眾創業、萬眾創新為依托,走在升級發展前列。
3D打印以獨特的設計方法與顛覆性的工藝技術,降低了制造業的資金投入和從業人員的技術門檻,有助于激活社會智慧和資金資源,實現制造業結構調整,促進制造業向創新驅動的轉變。
3D打印助推中國制造2025
2015年5月8日,國務院正式印發了《中國制造2025》。這份被認為是中國版的“工業4.0”發展規劃,明確了在新一輪科技革命和產業變革的大背景下,中國主動應對全球產業競爭新格局和未來產業競爭新挑戰的發展戰略。
在該規劃中,3D打印(增材制造)作為代表性的新興技術占有重要位置,在全文中共出現6次,貫穿于背景介紹、國家制造業創新能力提升、信息化與工業化深度融合、重點領域突破發展等重要段落,并融入于推動智能制造的主線。《中國制造2025》中3D打印戰略方向的確定,一方面體現出我國對增材制造的重視程度,另一方面也彰顯了在戰略層面我國對制造業發展面臨的形勢和環境的深刻理解。
3D打印廣泛應用于航空航天領域
國外企業在增材制造的產業布局方面,以美國通用、波音和空客公司最為典型,通用公司在2012年美國“再工業化”的戰略背景下,提出了“工業互聯網”的概念,并開展了一系列的布局,其中3D打印成為智能工廠中重要的組成部分。波音公司在90年代中期就開始應用3D打印組件。目前,波音公司已在16種不同的商用和軍用飛機上使用了200多種、2萬多個3D打印的飛機零部件。在這種大環境下,中國在創新驅動力下,緊追世界大步伐,航空航天領域以其獨特的方式和思維,廣泛應用和提升3D打印技術。
張紅文介紹,增材制造廣泛應用于我國航空航天領域,主要集中在鈦合金、鋁合金、超高強度鋼、高溫合金等難加工材料。這些材料都有共同特點:屬于強度高、化學性質穩定、不易成型加工,傳統加工工藝成本高昂的類型。用增材制造的方法來加工,可以有效地提高部件質量和降低制造成本,其制造速度快、加工周期短,至少可節約70%的時間成本;材料利用率高、加工成本低,一般降低制造費用的50%;加工過程不受零件復雜程度的影響,適用于難高熔點高強度等難加工材料,后續機加工少。隨著增材制造各項技術的不斷成熟,3D打印應用增速將不斷擴大。
3D打印技術引領高端制造
中國航天科工三院建有先進的鈦合金真空感應熔煉氣霧化制粉生產線,可實現增材制造鈦合金球形粉末批量穩定生產,產品性能指標達到進口同類產品水平,年產量20噸以上。其完善的金屬、樹脂、鑄造砂型增材制造能力,可以為航空航天、醫療模具、鑄造加工、文化創意等行業提供完善的產品制造服務。
三院增材制造中心依托私有云、航天云網構建“互聯網+增材制造”的云平臺新業態,將航天云網與增材制造技術相結合,為大型企業、中小企業及創業者提供覆蓋原材料、裝備、產品成型及技術服務全流程的系統解決方案。