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對(duì)話共享裝備:從鑄造業(yè)轉(zhuǎn)身3D打印,實(shí)現(xiàn)3D打印產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用 

2021-12-14 22:18
國(guó)家一直在鼓勵(lì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行轉(zhuǎn)型升級(jí),我們也一直在強(qiáng)調(diào)已經(jīng)有很多傳統(tǒng)企業(yè)結(jié)合自己的優(yōu)勢(shì)切入到3D打印中來(lái),這次資源庫(kù)就帶大家一起了解鑄造行業(yè)中的領(lǐng)軍企業(yè) - 共享裝備股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱“共享裝備”)如何從鑄造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),聚焦3D打印行業(yè),實(shí)現(xiàn)鑄造3D打印產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的國(guó)內(nèi)首創(chuàng),并在寧夏銀川建成世界首個(gè)萬(wàn)噸級(jí)鑄造3D打印智能工廠。
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共享裝備始建于1966年,是一家傳統(tǒng)的鑄造企業(yè),公司在2012年提出“數(shù)字化(智能化)引領(lǐng),創(chuàng)新驅(qū)動(dòng),綠色制造,效率倍增”的轉(zhuǎn)型升級(jí)方針,明確向“技術(shù)創(chuàng)新型企業(yè)”和“數(shù)字化企業(yè)”轉(zhuǎn)變的目標(biāo)。經(jīng)過(guò)10年的努力,攻克了鑄造3D打印材料、工藝、軟件、設(shè)備等技術(shù)難題,走向了鑄造3D打印產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的道路,改變傳統(tǒng)鑄造的生產(chǎn)方式,助推傳統(tǒng)鑄造實(shí)現(xiàn)綠色智能轉(zhuǎn)型發(fā)展。

這次我們有機(jī)會(huì)采訪到了共享裝備3D打印事業(yè)部3D打印工坊主任 – 張璐,通過(guò)和她的交談,我們知道了共享裝備是如何進(jìn)行轉(zhuǎn)型升級(jí)又是如何開(kāi)展鑄造3D打印技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域,最后她還和我們分享了鑄造3D打印在文創(chuàng)領(lǐng)域接下來(lái)的發(fā)展方向。
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資源庫(kù)也希望借助這次采訪,讓大家明白這樣一個(gè)事實(shí),3D打印雖然是一項(xiàng)新技術(shù),但是它涉及到不同的領(lǐng)域,就算是傳統(tǒng)企業(yè),也有機(jī)會(huì)和3D打印接軌,只要愿意嘗試,我們都可以完成對(duì)自己的蛻變。以下是這次的訪談?dòng)涗?,由資源庫(kù)編輯整理。

資源庫(kù):請(qǐng)問(wèn)共享裝備作為傳統(tǒng)的鑄造企業(yè),為什么選擇轉(zhuǎn)型3D打印,又取得了哪些成績(jī)?

張璐:中國(guó)的鑄造業(yè)產(chǎn)量位列世界第一,鑄造企業(yè)也有2萬(wàn)多家,但中國(guó)是鑄造大國(guó),卻不是鑄造強(qiáng)國(guó)。整體的鑄造產(chǎn)業(yè)存在生產(chǎn)環(huán)境差,勞動(dòng)強(qiáng)度大,效率低,產(chǎn)品質(zhì)量不高,還有環(huán)境污染等問(wèn)題,這些都是制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸,所以我們一直在尋找方法進(jìn)行突破,最終確定使用3D打印這個(gè)技術(shù)為抓手來(lái)實(shí)現(xiàn)綠色智能發(fā)展。

公司從2008年就開(kāi)始積極的做一些轉(zhuǎn)型升級(jí)的探索,從轉(zhuǎn)變思想認(rèn)識(shí)入手,凝聚了企業(yè)系統(tǒng)推進(jìn)轉(zhuǎn)型升級(jí)的共識(shí),到2012年提出了具體轉(zhuǎn)型升級(jí)的方針和目標(biāo),也是在這個(gè)時(shí)候公司開(kāi)始注重研發(fā),注重新技術(shù)的積累,通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)了3D打印這個(gè)技術(shù),在多方對(duì)比后,覺(jué)得3D打印符合未來(lái)的發(fā)展方向。

圍繞鑄造3D打印產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,陸續(xù)組建了300余人的團(tuán)隊(duì),累計(jì)投入20多億元,采用“互聯(lián)網(wǎng)+項(xiàng)目”的協(xié)同研發(fā)模式,主攻鑄造3D打印、機(jī)器人、智能單元等智能鑄造關(guān)鍵軟硬件技術(shù),已成功完成了鑄造3D打印設(shè)備、AGV、熱法再生設(shè)備、工業(yè)微波烘干設(shè)備、全流程虛擬制造、智能單元、云網(wǎng)關(guān)等30余項(xiàng)關(guān)鍵軟硬件的項(xiàng)目研發(fā)。

團(tuán)隊(duì)攻克了鑄造3D打印材料、工藝、軟件、設(shè)備及集成等技術(shù)難題,研制工業(yè)級(jí)鑄造3D打印設(shè)備。已累計(jì)研發(fā)十款鑄造3D打印設(shè)備,為行業(yè)提供5萬(wàn)余噸3D打印砂型,3萬(wàn)余噸鑄件。

資源庫(kù):共享除了在鑄造領(lǐng)域應(yīng)用3D打印技術(shù),在其他領(lǐng)域都做了哪些努力和探索?


張璐:除了在鑄造領(lǐng)域應(yīng)用3D打印技術(shù),我們還在建筑裝飾、雕塑、地形沙盤(pán)模型等各類領(lǐng)域進(jìn)行探索。主要要解決的是材料問(wèn)題。目前的3D打印材料能否應(yīng)用在這些領(lǐng)域。

所以我們?cè)诓牧虾凸に嚿献隽撕芏嗟奶剿?,并最終形成了自己的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。從材料上,砂型打印技術(shù)直接打印出來(lái)的零件強(qiáng)度太低,可能使用一段時(shí)間就潰散了,沒(méi)法滿足在建筑裝飾、雕塑上面的應(yīng)用,我們通過(guò)幾十種不同的后處理工藝和材料的測(cè)試篩選,對(duì)標(biāo)建筑行業(yè)對(duì)水泥制品的標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)兩年的檢測(cè),最終形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的后處理工藝和材料,使產(chǎn)品的耐久性、耐老化耐熱性,重金屬含量,室內(nèi)檢測(cè)等各類指標(biāo)滿足市場(chǎng)需求。從工藝上來(lái)說(shuō),我們需要弄清楚產(chǎn)品零件的大小、結(jié)構(gòu)、安裝工藝等,來(lái)滿足最終顧客的使用要求。
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資源庫(kù): 目前文創(chuàng)砂型3D打印的應(yīng)用場(chǎng)景都有哪些?相對(duì)傳統(tǒng)工藝又有什么優(yōu)勢(shì)?


張璐:主要應(yīng)用在室內(nèi)外雕塑和文物復(fù)制等領(lǐng)域,比如室內(nèi)、室外浮雕、圓雕,人物雕塑,佛像等工藝品雕塑,地形沙盤(pán)這些,有比較穩(wěn)定的訂單,最近幾年都是以每年翻翻的速度在增長(zhǎng)。
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我們都知道傳統(tǒng)的雕塑或者建筑裝飾大多數(shù)是通過(guò)石材加工或者開(kāi)模具制作,加工時(shí)間長(zhǎng),材料浪費(fèi)大,加工過(guò)程中污染也比較大;同時(shí)生產(chǎn)受限于工匠,是典型的勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)。

如果拿3D打印技術(shù)和傳統(tǒng)工藝來(lái)對(duì)比,我覺(jué)得有以下幾個(gè)明顯的優(yōu)勢(shì)。

第一點(diǎn):更環(huán)保,3D打印屬于定制化增材制造,這其中的材料浪費(fèi)是極少的,而且我們可以按需生產(chǎn),沒(méi)有庫(kù)存。
第二點(diǎn):效率高,3D打印取消了傳統(tǒng)雕塑生產(chǎn)中模具制造和翻模的工藝,可以直接打印成品;我們現(xiàn)在用的3DP砂型打印設(shè)備是通過(guò)面成型,一天一臺(tái)設(shè)備可以打1到2噸的材料,然后結(jié)合完善的后處理技術(shù),我們一周就可以交付一噸左右的雕塑產(chǎn)品。
第三點(diǎn):成本低,通過(guò)3DP砂型打印的材料比石材或者水泥的密度更低,這樣就在包裝運(yùn)輸和安裝吊運(yùn)等多方面都可以減少開(kāi)支。
第四點(diǎn):精度高,3D打印具有更高的設(shè)計(jì)自由度,可以根據(jù)具體的工況來(lái)設(shè)計(jì)不同的掛接拼裝,安裝誤差往往可以控制在幾個(gè)mm以內(nèi),而傳統(tǒng)的工藝卻往往誤差是幾個(gè)cm。
第五點(diǎn):性能好,我們自主研發(fā)的材料已經(jīng)通過(guò)了國(guó)標(biāo)對(duì)建筑外墻非承重結(jié)構(gòu)的檢測(cè)要求,包括耐久性,燃燒性,抗壓抗沖擊等性能。通過(guò)我們的實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果,3D打印的室外裝飾可以使用30年,是不會(huì)有質(zhì)量問(wèn)題的。

資源庫(kù):能不能和我們分享幾個(gè)比較典型的3D打印文創(chuàng)應(yīng)用案例?

張璐:先和大家分享一個(gè)我們?cè)谛陆陌咐?,位于新疆烏魯木齊的福壽園大門(mén)浮雕項(xiàng)目,是3DP技術(shù)首次在戶外應(yīng)用的成功案例。
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在這個(gè)項(xiàng)目中,客戶選用3DP技術(shù)制作大門(mén)上所有浮雕部分,共計(jì)112平方米,傳統(tǒng)工藝做這個(gè)大型浮雕,需聘請(qǐng)高水平的水泥直塑大師,高空作業(yè)一個(gè)多月,費(fèi)用高,安全風(fēng)險(xiǎn)高,況且很難百分百還原設(shè)計(jì)師意圖。而通過(guò)3DP技術(shù)打印無(wú)需開(kāi)模,成本更低,建設(shè)周期更短。同時(shí)浮雕構(gòu)建強(qiáng)度高,堪比C30混凝土,綠色環(huán)保,耐候性強(qiáng),老化實(shí)驗(yàn)30年。也是通過(guò)這個(gè)嘗試外界知道了3DP 砂型打印技術(shù),慢慢就有很多客戶主動(dòng)聯(lián)系到我們。

接著要分享的是西藏的羊八井隧道景觀裝飾構(gòu)件案例,它驗(yàn)證了我們材料在極端環(huán)境下的可行性,在零下50°的極寒天氣下也完全沒(méi)有問(wèn)題,這個(gè)案例讓我們的客戶看到了3DP技術(shù)的可靠性。事實(shí)上在這個(gè)案例中,客戶之前是通過(guò)傳統(tǒng)的工藝制作了2套模型,并且前后歷時(shí)2個(gè)多月去組裝,最后還是因?yàn)榘惭b的誤差太大而放棄。

在選擇3D打印后,我們提前在電腦中進(jìn)行了規(guī)劃,再通過(guò)打印出事物,到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行高精度的安裝,整體的安裝方式為掛裝。首先為構(gòu)件預(yù)留安裝孔;其次進(jìn)行金屬構(gòu)件的連接,通過(guò)鉚固、焊接使構(gòu)件與基礎(chǔ)墻面固定連接;最后修縫,使用填縫膠、真石漆讓裝飾構(gòu)件與隧道緊密貼合,整個(gè)安裝只花了10多天就完成了。
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每組高度11米,寬度20米,展開(kāi)面積300㎡,共計(jì)10噸重。

資源庫(kù):共享3D打印工坊的未來(lái)規(guī)劃是什么?

張璐:目前還是定位在文化創(chuàng)意領(lǐng)域能夠?qū)崿F(xiàn)大量生產(chǎn)同等成本的3D打印定制產(chǎn)品。接下來(lái)還是繼續(xù)努力做市場(chǎng)的推廣,希望在每一個(gè)3D打印人的共同努力下,讓3D打印能走進(jìn)千家萬(wàn)戶,不再那么遙不可及。

在當(dāng)今的世界,沒(méi)有哪個(gè)企業(yè)是一成不變的,都是在時(shí)代中不斷的改進(jìn)創(chuàng)新,與時(shí)俱進(jìn)才,所以也就沒(méi)有傳統(tǒng)企業(yè)或者現(xiàn)代企業(yè)之分。

3D打印作為一種現(xiàn)代工具,也必將發(fā)揮它的優(yōu)勢(shì),從產(chǎn)品測(cè)試打樣,到小批量定制,還有最終的批量化生產(chǎn)。這是一個(gè)過(guò)程,我們都走在這條路上,作為領(lǐng)路人,把3D打印應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化,帶進(jìn)我們的生活。
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