近年來,中國非常重視整個制造業(yè)的發(fā)展。傳統(tǒng)制造業(yè)發(fā)展中材料利用率低、能耗高的問題逐漸被克服。目前我國整個制造業(yè)都在采用3D打印等各種技術(shù),加速向智能化、高效化、自動化方向發(fā)展。
作為推動經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的重點和關(guān)鍵,制造業(yè)不單是實體經(jīng)濟的主體,同時也是技術(shù)創(chuàng)新的主戰(zhàn)場。在當(dāng)今世界高科技和稀有資源競爭日益激烈的背景下,推動傳統(tǒng)制造業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型升級,不僅關(guān)系到企業(yè),更關(guān)系到國家綜合實力的提升和國際地位的提升。
傳統(tǒng)制造業(yè)往往需要大量人員重復(fù)作業(yè),生產(chǎn)率低,能耗高,生產(chǎn)規(guī)模和效率有待提高。隨著經(jīng)濟發(fā)展的不斷加快和新興技術(shù)的不斷進步,采用3D打印等技術(shù)進行高效生產(chǎn)已經(jīng)成為行業(yè)共識。
當(dāng)前,我國制造業(yè)正處于發(fā)展方式轉(zhuǎn)變和新舊動能轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵階段,培育和創(chuàng)造發(fā)展新動能十分迫切。受此影響,我國傳統(tǒng)制造業(yè)在經(jīng)過多年的試點和探索,開始向智能制造業(yè)轉(zhuǎn)型的進程正在逐漸加快。
隨著我國制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型進程的全面展開,各行業(yè)、各企業(yè)將加快推進包括3D打印、大數(shù)據(jù)、云計算等在內(nèi)的新一代信息通信技術(shù)。,并與企業(yè)的生產(chǎn)流程和管理流程深度融合。在這個過程中,傳統(tǒng)制造業(yè)的商業(yè)模式將不斷創(chuàng)新,智能制造的新模式將加速其普及。
3D打印技術(shù)在制造業(yè)的應(yīng)用為制造業(yè)注入了新的動力,使其呈現(xiàn)出新的發(fā)展格局。具體來說,3D打印技術(shù)在制造R&D和生產(chǎn)過程中的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾點。
首先,省時省力,提高生產(chǎn)效率。傳統(tǒng)制造業(yè)的特點是“全球采購、分工合作”。產(chǎn)品的不同零件在不同的地方生產(chǎn),然后運輸?shù)酵粋€地方組裝。與傳統(tǒng)制造業(yè)不同,3D打印制造是“整體制造、一步成型”,通過物流運輸節(jié)省了產(chǎn)品所有零部件的組裝,節(jié)省了時間和成本。
另外,傳統(tǒng)制造業(yè)是以生產(chǎn)線為核心,工廠為主要載體,生產(chǎn)設(shè)備高度集中的行業(yè)。通過將3D打印技術(shù)與制造業(yè)相結(jié)合,生產(chǎn)設(shè)備可以分散在各個地方,從而實現(xiàn)分布式制造。這種制造模式節(jié)省了倉儲環(huán)節(jié),使得生產(chǎn)過程更加高效便捷。
最后,通過3D打印技術(shù)既可以提高材料利用率,也能夠?qū)崿F(xiàn)清潔高效生產(chǎn),可以在一定程度上起到保護環(huán)境的作用。以建造房屋為例,3D打印不需要任何繁復(fù)的材料,剩余的建筑垃圾可以成為3D房屋的墻體材料,為保護環(huán)境、減少資源浪費、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展做出了巨大貢獻。
此外,在原型生產(chǎn)方面,3D打印可以快速實現(xiàn)原型生產(chǎn),從而大大縮短研發(fā)和驗證的時間,促進企業(yè)快速生產(chǎn)出符合實際需求的高質(zhì)量產(chǎn)品。具體到制造工藝上,由于傳統(tǒng)加工工藝的限制,很多創(chuàng)意無法按照傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式實現(xiàn)。有了3D打印技術(shù),人們的想法和創(chuàng)意更容易實現(xiàn),相應(yīng)的產(chǎn)品也能快速生產(chǎn)出來。而隨著技術(shù)的不斷迭代,3D打印開始在民用領(lǐng)域遍地開花。那么3D打印的工作流程是怎樣的?
3D打印的基本流程是:
(1)技術(shù)人員制作要打印的3D模型圖;
(2)然后將模型圖導(dǎo)入打印機控制系統(tǒng);
(3)然后在系統(tǒng)中設(shè)置打印所用的原材料、材料的打印溫度等參數(shù);
(4)最后由主控計算機控制打印機噴頭對熔化的原材料進行噴涂和堆疊,形成產(chǎn)品。
那么影響打印效果主要因素有哪些?
在印刷過程中,印刷材料的種類,加熱溫度和加熱速度、噴嘴移動速度和噴涂速度、噴嘴移動精度決定最終的印刷質(zhì)量是否與模型一致。
在小型民用3D打印機中,上述所有問題都可以很好地解決,但在大型工業(yè)3D打印設(shè)備中,很難解決與噴嘴相關(guān)的三個問題。
從穩(wěn)定性入手解決噴嘴問題。
與噴嘴相關(guān)的幾個問題與打印機電機和機身結(jié)構(gòu)有關(guān)。私人電機能否精準(zhǔn)調(diào)速,打印機框架結(jié)構(gòu)是否足夠穩(wěn)定,抖動最小化都是需要解決的出發(fā)點。
大型打印機(如打印船、桌椅等。)連接到專用PLC變頻控制器后,可以通過變頻器精確調(diào)節(jié)私用電機的運行速度,一次解決噴嘴遇到的三個問題。同時,PLC可以同時控制多臺私用電機,提高了產(chǎn)品質(zhì)量,減少了控制設(shè)備的投資。