别人在用3D打印机制作仿真人像,而佛山企业则在打印制造更复杂的汽车发动机零件。
在媒体的热炒下,3D打印技术大红大紫。但很多佛山人一无所知的是,数年前当地已有企业开始了3D打印技术的研发,至今走到了国内前列。
在狮山工业园佛山峰华卓立公司的车间内,一台造型复杂、充满科技气息的发动机砂型正逐渐成型。过去的几年中,这家企业的服务名单上,已有全国上百家汽车、汽配企业。
但另一方面,无论佛山本土企业还是以经销商身份落脚佛山的外来厂商都向记者透露了近似的信息:3D打印主要用于产品研发设计,而目前佛山制造与该技术的产业化结合微乎其微,几乎接近于空白,前景有待探索。从目前的趋势和其他地区经验来看,复杂的金属零件研发与工业设计或有望成为先行者。
从水泵到汽车发动机
操作台上,随着喷头的摆动,一个数十厘米见方的汽车发动机砂型剖面隐约可见,一旁的液晶面板上,是用于实施打印的三维图形。
通过3D打印技术,操作者使用比平常沙子细腻很多的工业铸造用砂,逐层铺砂,然后喷粘接剂固化剂一层一层地堆叠出可铸造用的砂型,再浇注成发动机的缸体缸盖等大型高精度零件。在佛山峰华卓立公司的车间里,类似缸体缸盖的发动机复杂零件,可以在接到三维数据图半个月内,完成首件产品而无需模具。
去年以来,随着国内外媒体的热炒,3D打印带着先天的科幻色彩不断吸睛。不过,虽然基本原理都是基于数字模型的离散/堆积,但是普通人还很难分清3D打印技术的几个主要流派。
新闻中,打印塑料仿真人像的多属于桌面级3D打印机,采用熔融沉积等技术、常用于打印规格较小的工业品。而峰华卓立的技术名为“无模快速制造”(简称PCM),主要指向发动机等复杂金属零件的制造。2002年,这个来自清华的项目被佛山科技局引入。到2007年前后,其PCM技术宣告进入了量产化阶段。
此时的峰华卓立,主要是为其股东之一的佛山水泵厂打印水泵零部件。不过,这种方向很快发生了巨大转折。也是在这年,该公司几名工程师的一篇技术论文进入了一汽集团相关人士视野。对方很快联系峰华卓立,并给出了建议,“你们能不能打印汽车发动机?“
很快双方都发现了PCM技术在汽车发动机、变速箱等复杂零部件快速制造领域的巨大优势。采用传统的模具铸造方法,一台发动机的缸体缸盖耗时达3—6个月,而峰华卓立则将其缩短到半个月。
竞争日趋白热化的国内整车市场上,车企惜时如金。“一款新车的研发周期一般限定在一年以内,而发动机研发出来后,还要进行台架测试、路面测试很多环节,才能获批投入批量生产,每一天对企业都很奢侈。”峰华卓立常务副总经理金枫说。
正因如此,能快速提供发动机样品将帮助企业缩短研发周期,尽早确立开发方向,降低决策风险,这促使峰华卓立很快成为大受欢迎的合作者。
而另一方面,这项技术也让企业的研发成本大减,仅仅一个发动机缸体缸盖,传统铸造技术仅模具成本都在100万元左右,而峰华卓立“费用很低”。金枫介绍,“我们做1000万元的生意,就可以帮企业省三四千万元。”2010年后,随着技术的进一步成熟,峰华卓立在汽车界进一步打开市场。目前其客户名单上已有国内外100多家汽车、汽配企业。
佛山3D打印应用接近空白
和外界对所有3D技术的关注焦点一样,在PCM技术的商业化之路上,量产始终是一个充满诱惑和困难的关卡。
峰华卓立的解决方案是,改变原来一台打印机两个喷头的设计,采取新型的阵列式生产方式,可以同时运用512个或1024个喷嘴工作,使打印效率成几何倍数提升。
在车间里,记者看到了正在试验的阵列式打印机。金枫表示,这种新型打印机不但适合快速制造单件、个性化产品和新产品开发,而且可以进行多品种、小批量的柔性生产,目前正在技术攻关之中。
目前,该公司仍聚焦于制造业前端的研发设计环节。在佛山,这种尝试还延伸到了卫浴这一传统产业。“打印马桶”貌似大材小用,但对于传统的洁具设计工艺流程而言,是一种颠覆性尝试。
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