3D打印汽車的曙光
6年前，湖南華曙高科技創(chuàng)始人許小曙發(fā)現(xiàn)自己汽車的電動搖窗尼龍軸承壞了：這只是一個不影響內(nèi)部結(jié)構(gòu)的小破損，但卻直接影響車窗的使用。
他到4S 店咨詢是否可以換一個新的？4S店的解決方案是換掉整套車窗升降系統(tǒng)，理由是沒有單獨的軸承銷售，為此許小曙要支付500 多元的配件和維修費。許小曙放棄了這個“昂貴”的方案，他回到公司，掃瞄了一個該軸承的三維模型，隨即用華曙制造的激光燒結(jié)3D 打印機(jī)“打印”了一個新的軸承裝上了汽車。
對于激光燒結(jié)3D 打印的制造技術(shù)來說，在兩小時內(nèi)制造一個汽車軸承是再輕松不過的事情。在他的打印樣品展示間里，隨處可見各種結(jié)構(gòu)精密復(fù)雜的展示品：一個類似中國古代象牙雕刻的9 層鏤空套球特別引人注目。這種用手工鏤空雕刻的技藝已經(jīng)失傳，但對于激光燒結(jié)3D 打印機(jī)來說，制造這樣一個結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鏤空球與“打印”一個相同大小的實心球的難度沒有任何區(qū)別。
曙光
1月22日下午，工業(yè)信息化部部長苗圩到華曙高科進(jìn)行專題調(diào)研。當(dāng)看到展廳內(nèi)利用3D打印完成的汽車空調(diào)、發(fā)動機(jī)零配件時，華曙高科董事長許小曙指出，3D打印應(yīng)用領(lǐng)域十分廣闊，推廣空間非常巨大，尤其在汽車、航空航天等具有特定技術(shù)要求的重要領(lǐng)域，應(yīng)該廣泛開展跨領(lǐng)域合作，需要像華曙高科這樣的企業(yè)，在加強(qiáng)3D打印技術(shù)創(chuàng)新的同時，拓寬、普及技術(shù)的實際應(yīng)用。苗圩透露，工信部制定的3D打印產(chǎn)業(yè)推廣扶持政策已經(jīng)上報國務(wù)院，即將獲得審批。
許小曙認(rèn)為，廣義3D 打印是下一代數(shù)字化制造的核心技術(shù)。信息化技術(shù)普及后，人們利用計算機(jī)將設(shè)計理念反映出來，但在制造時又回到了傳統(tǒng)機(jī)械加工的方式，廣義3D 打印將信息技術(shù)的虛擬構(gòu)想直接變?yōu)榱爽F(xiàn)實構(gòu)件。
1996 年的濱湖機(jī)電是中國最早進(jìn)入3D 打印領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化公司之一，許小曙1998 年加入全球最大的3D 打印設(shè)備制造商3D 系統(tǒng)公司擔(dān)任技術(shù)總監(jiān)，在業(yè)內(nèi)，激光燒結(jié)3D 打印機(jī)甚至被稱為許氏機(jī)器。
許小曙曾用3D打印技術(shù)打印過一把通體呈玉白色的京胡。把它送給喜愛京劇的朱镕基同志。在華曙的員工有一項一般職員沒有的福利。因為擁有全世界最先進(jìn)的3D打印機(jī)，他們可以制造獨一無二的小玩意。像印有心形符號或是戀人名字的手機(jī)殼、裝飾品等，汽車、自行車上用壞的零件，只要畫出來，輸入電腦，便可以通過3D打印機(jī)直接打出來。
《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志認(rèn)為，全球工業(yè)領(lǐng)域正經(jīng)歷一場以“數(shù)字化制造”為標(biāo)志的第三次工業(yè)革命，3D打印將成為未來制造業(yè)的趨勢。許小曙說，人不可能生活在虛擬世界里，不管是哪一種數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，最終都要落實到制造業(yè)上，3D打印會從另一個方向，改變中國工業(yè)領(lǐng)域。
飛機(jī)制造同樣是小批量生產(chǎn)，一年能生產(chǎn)幾十、上百架就很可觀了，3D打印為飛機(jī)里的某些零部件生產(chǎn)避免了開模具的麻煩。目前，華曙生產(chǎn)的第一臺3D打印機(jī)已出口至美國，買家就是為飛機(jī)制造公司提供零部件生產(chǎn)的一家服務(wù)商。
為飛機(jī)“打印”的零部件，完全能達(dá)到使用要求。目前在全球，直接用于終端產(chǎn)品制造的3D打印使用的材料、基料均為尼龍粉末材料，然后再根據(jù)需要添加少量不同的添加劑，從而派生出不同的材料。下一步，他們還將研發(fā)金屬和陶瓷粉末材料。“到那時候，也許飛機(jī)里最重要的金屬結(jié)構(gòu)件也可以‘打印’了。”
華曙的材料研發(fā)，啟動比設(shè)備還要早。許小曙回國后，憑著他對3D打印設(shè)備的多年研發(fā)經(jīng)驗，以及機(jī)械、數(shù)學(xué)、計算機(jī)、材料學(xué)等多學(xué)科研究基礎(chǔ)，迅速成立了兩支隊伍，一支專攻設(shè)備，一支專攻材料。
比起設(shè)備，材料研發(fā)的挑戰(zhàn)更大。研發(fā)之初，為保險起見，我們使用的原材料全部進(jìn)口，也就是那家處于壟斷地位的德國公司對外提供的粒料。可這樣研發(fā)出來的尼龍粉末材料，質(zhì)量很不穩(wěn)定，這對于高科技來說，可謂大忌。后來，一個偶然的機(jī)會，華曙從供應(yīng)商那里得知，他們得到的粒料，都是德國公司的尾料。
尾料，說白了，就是超出質(zhì)量范圍之外的料。這也讓許小曙明白，要想繼續(xù)研發(fā)，原材料必須實現(xiàn)國產(chǎn)。他們四處訪求，最終找到了一家大型國企愿意接活。而實際上，這種按特殊要求定制的原材料，對于國內(nèi)化工企業(yè)來說，是從未有過的挑戰(zhàn)。為了不出絲毫閃失，許小曙派出技術(shù)人員，華曙在那家國企輪班盯了幾個月，歷經(jīng)成千上萬次的實驗、改進(jìn)，終于有了豐厚的回報。華曙研發(fā)的尼龍粉末材料，盡管強(qiáng)度略低于德國產(chǎn)品，但韌性卻是他們的兩倍。
金字塔
如果3D打印產(chǎn)業(yè)是一個金字塔，那么華曙只是里面的一小塊磚。 3D打印熱了，各方對它的投資意向也開始熱得發(fā)燙。但許小曙并不認(rèn)為這是重要的資金來源，“至少在早期研發(fā)階段，技術(shù)方不能喪失控股權(quán)。希望政府著眼支持的不是一個華曙，而是整個3D打印產(chǎn)業(yè)。如果3D打印產(chǎn)業(yè)是一個金字塔，那么華曙只是里面的一小塊磚。如果華曙生產(chǎn)的設(shè)備與材料處于金字塔的塔身，那么光學(xué)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)研究這些尖端技術(shù)，就處于塔尖，而3D打印的出現(xiàn)對這些技術(shù)提出了更高的要求，需要更廣泛深入地研發(fā)。有了塔尖與塔身的完美配套，就會衍生出處于塔基的關(guān)于3D打印的龐大應(yīng)用。
過去，在汽車領(lǐng)域和家電領(lǐng)域，我們總是在盡力追趕人家已領(lǐng)跑好幾十年的技術(shù)。但3D打印，可以說，華曙與國外尖端技術(shù)站在了同一水平線上，在這一領(lǐng)域，我們大有可為。未來的汽車是有生命、靈魂和思想的，它將成為人們生命當(dāng)中的一個伴侶，陪伴著人們度過一段快樂的時光，而不僅僅是一個交通工具。未來汽車只能將越來越趨近于人的大腦。
未來開汽車像現(xiàn)在開飛機(jī)一樣，將駕駛?cè)说氖趾湍_解放出來，互聯(lián)網(wǎng)帶來的各種應(yīng)用有可能借助汽車這個載體來實現(xiàn)。網(wǎng)上所有的東西今后會跟汽車完全地融為一體。中國正在進(jìn)行走向世界最大機(jī)器人大國的華麗轉(zhuǎn)身。
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