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生產汽車零部件就像做蛋糕

設計、制造一個汽車零部件模具,最快需要多少時間?如果還是傳統的兩個月、甚至半年時間,那就有點“out”了。

上周五,瑞安市成立汽車零部件快速制造技術公共服務中心給出的答案是:最快半個月。

“快速制造,就是利用3D打印技術,把三維圖紙直接打印成產品。”用瑞安市科技局副局長倪勇生的話說,該中心能通過快速設計、快速制模、快速成型、快速檢測,用盡可能短的時間,把一個汽車零部件的設計想法,打印成產品。

那么,快速制造的奧秘在哪里,能具體應用到什么領域?記者來到公共服務中心一探究竟。

實物模型掃描成三維圖紙

3D打印機立馬出成品

一個新產品的問世,關鍵在于設計與建模。在位于溫州瑞明工業股份有限公司的快速制造公共服務中心里,快速制造的第一步正是快速設計。

與傳統制圖再建模的正向設計不同,中心里采用的是逆向工程設計,即拿到一個產品,通過激光掃描設備來獲取點云數據,再通過點云數據來重構三維立體數據。也就是說,只需通過掃描實物模型,就可以制圖。

瑞明執行董事韓劍說,利用逆向工程設計技術,中心現在可以對實物零件進行仔細地分析,高效率、高精度提取三維數據,從而形成圖紙。三維圖紙生成后,技術人員將數據傳輸給3D打印機,然后裝好打印材料,開動打印機就可實現快速制造。

在快速模具試制中心,記者看到了一臺近兩米高、形似立柜的設備。韓劍介紹,這是一臺采用激光燒結技術的快速成型機,也就是3D打印機。

以一個四方塊測試件為例,近兩米高的大鐵箱子里,鋪粉輥來回運動,把原料粉末均勻地平鋪在金屬平臺上,從頂部圓形裝置上撒下的激光束在薄層粉末上一次次“游走”,旁邊的顯示屏上,顯示出三維結構的制件正一點點地“生長”出來。

技術人員告訴記者,棕色粉末就是制作模具的樹脂砂材料,在計算機控制下,激光掃描過的地方樹脂砂就會固化,一次次掃描、一次次固化,層與層之間在激光的作用下實現了逐層堆積,無縫連接。這就好比是做蛋糕一層層澆奶油的過程。

以瑞明主打的發動機缸蓋為例,可先通過逆向工程設計技術,經3小時掃描后,重構缸蓋的三維立體數據。技術人員可根據企業的不同需求,對圖紙進行修正與改進,再利用數據在3D打印機中進行模型快速制造。模具成型后,再將之與其他組件進行測試與裝配,試制成功后就可以實現批量生產。

快速制造仍在推廣階段

市場前景不可估量

利用快速技術,瑞明率先嘗到了“甜頭”。“以前開發一個缸蓋需要5個月時間,現在兩周就可完成,費用也從上百萬元降到了幾十萬元。”韓劍表示,快速制造技術可以縮短制造業新產品的開發周期,還能降低開發成本。

此外,在傳統汽車制造領域,汽車零部件的模具零件開發往往需要長時間的研發、測試。當存在問題時,修正零件也需要同樣漫長的周期。而3D打印技術則能快速制作造型復雜的零部件,當測試出現問題時,修改3D文件重新打印即可再次測試。

據介紹,目前支持3D打印的材料很多。樹脂、尼龍、石膏、塑料這些都是普遍使用的材料,隨著業界研發的不斷進步,支持鈦、不銹鋼或鋁、鐵金屬材料的打印機也已經出現。

“雖然這個中心設在瑞明,但并不是一個企業的車間或部門,而是獨立的公共服務平臺。”倪勇生告訴記者,該中心由政府引導、企業投資,實行市場化運作,是面向全市汽車、泵類、機械等制造企業的科技創新公共服務平臺。

他向記者表示,目前瑞安市汽摩配、電子、塑料、鞋革、工藝品等支柱產業的60%零件靠模具來定型,但模具產業總體發展水平偏低,已成為制約產業轉型升級的瓶頸。快速制造公共服務中心成立后,將致力于將先進的快速成型技術融入各行業新產品快速開發中,建立企業產品數字化快速開發企業服務平臺,帶動周邊企業加速產品研發過程。

在正式投用當天,瑞安市科技局還向簽約企業發放了科技創新公共服務券,領券的企業可在3年內享受15%至20%的加工補貼。同時,該中心還與廣汽集團、浙江吉利控股集團、力邦集團、勝華波等4家企業簽訂了合作協議。


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