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“中国智造”新模式:3D打印不会让制造业回流欧美

  如果说2D打印机属于办公用品,3D打印机则将会成为个性化制造工具。3D打印机所能使用的材料很多,如塑料、金属、沙子甚至巧克力、人体干细胞等。在打印表现形式上也更丰富,有喷墨沉积、熔融沉积、激光烧结、电子束熔炼、超声波固结等十几种。

  3D打印机是由控制组件、机械组件、打印头、耗材和介质等架构组成,一般采用分层加工、叠加成型的方式:每一层打印分为两步,首先喷洒一层均匀的粉末,然后在需要成型的区域喷洒一层特殊胶水,粉末遇到胶水迅速固化黏结,而没有胶水的区域仍保持松散。在一层粉末一层胶水的交替下,实体模型将会被“打印”成型,打印完毕后只要从粉末堆中取出模型即可,剩余粉末还可循环利用。

  作为快速成形技术的一种,3D打印由于无需模具就可加工任意复杂的中空形状,解决了许多过去难以制造的复杂结构(如航空发动机叶片)的成形问题。3D打印的优势在于:简化产品的制造程序,缩短产品的研制周期,提高效率并降低成本。

  云端服务让制造变得个性化

  如果为一万名用户定制个性化的服装,在目前人工条件下工作量和成本都将变得不可接受。而3D打印能利用摄像头自动采集、分析提取每位用户的体貌个性特征,并自动根据视觉美感进行形状设计、颜色与肤色搭配等,可极大缩减定制周期。

  3D智能数字化设计软件是3D打印的核心,目前有两大类实现方法:第一类是使用3D设计软件,由设计师设计数字化产品。第二类是3D扫描(俗称3D照相),基于计算机视觉、模式识别与智能系统、光机电一体化控制等技术对物体进行扫描采集,以进行数字化重建。

  智能数字化涉及众多学科,门槛较高。不过,这些技术将来会以云端智能化服务的形式提供给普通用户和开发者。以通过“智能云网”模式定制一双鞋子为例,用户只需在手机上下载一个App应用,给自己的双脚拍几张照片,并指定喜欢的款式和颜色,之后位于云端的智能计算服务将根据用户上传的照片重建出3D脚形,把鞋子设计出来,并在云制造集群中搜索邻近的打印点打印。

  云制造的优势在于资源可以智能扩展,可以自动平衡负载,为“规模定制”运营模式提供最佳支持。制造商可以根据项目的实际需求,如本批次是定制1千件还是1万件,来构建一个临时的集群。每个云制造商的产能可能很小,但集群后的整体产能完全可以满足项目需求且非常经济灵活。“智能云网”作为3D智能数字化的具体应用,在云制造的过程中发挥了良好作用。

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