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工業(yè)連接

3D打印的智能時代

2025China.cn   2015年06月26日

  引言:3D打印技術(shù),被很多人認為是最具創(chuàng)造性和神話的技術(shù)之一,在智能時代,3D打印技術(shù)吸引著眾多目光。如果將3D打印技術(shù)與當(dāng)下火熱的機器人技術(shù)結(jié)合起來,與物聯(lián)網(wǎng)、云計算結(jié)合起來、與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合起來,會發(fā)生怎樣的反應(yīng)呢?

 

  要給3D打印機安裝一個CPU,這個CPU可以隨時升級,遠程控制,可以自動修復(fù)、自動切換、自動與上下游相關(guān)配套模塊結(jié)合。這基本上就構(gòu)成了3D打印智能時代的主要特征。

  3D打印技術(shù)是目前公認最能創(chuàng)造奇跡和神話的技術(shù)之一。試想一下,如果將3D打印技術(shù)與機器人技術(shù)結(jié)合起來將會產(chǎn)生什么結(jié)果?3D打印技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合起來,將會發(fā)生什么改變?將3D打印技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算技術(shù)結(jié)合起來將會產(chǎn)生什么新的奇跡?

  在3D打印的智能化時代,這些問題的答案將會一一揭曉。

  什么是“工業(yè)4.0”

  2013年4月,德國發(fā)布的《工業(yè)4.0戰(zhàn)略實施建議書》,第一次提到了“工業(yè)4.0”,并迅速風(fēng)靡全球。

  “工業(yè)4.0”常被看作是“第四次工業(yè)革命”,但是,我認為德國提出的“工業(yè)4.0”本質(zhì)上還是第三次工業(yè)革命的延續(xù)和深化,還是依托互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)平臺,將更多生產(chǎn)要素、資源要素整合到一個個智能化的平臺終端,實現(xiàn)數(shù)字化、智能化、信息化的結(jié)合。

  這也意味著,未來新興技術(shù)將不再是單一技術(shù)的體現(xiàn)。未來,3D打印、物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)將逐步融合在一個個創(chuàng)新平臺之上,形成如云工廠或夢工廠這樣的組織形式。新技術(shù)將使制造變得更加智能,只需要通過選項和配置,就可以在云工廠中實現(xiàn)下單生產(chǎn)??梢哉f,云工廠是制造業(yè)后期的發(fā)展方向。

  對于我國制造業(yè)來說,發(fā)展工業(yè)4.0的路徑應(yīng)是加緊建立更多新興技術(shù)的研發(fā)總部、孵化總部和運營總部、創(chuàng)新總部。

  提升我國3D打印、機器人及智能裝備產(chǎn)業(yè)的競爭力首先應(yīng)從應(yīng)用市場入手,搭建更多的開放式應(yīng)用服務(wù)平臺。通過開放式服務(wù)平臺,可以有效打開應(yīng)用市場,讓更多的用戶有機會主動去接觸3D打印、機器人等先進制造技術(shù),從而成為堅實的客戶群體。同時應(yīng)鼓勵和扶持我國3D打印、機器人及智能裝備企業(yè)不斷加快自主創(chuàng)新,增強核心競爭力。

  3D打印的智能時代

  第一代3D打印機誕生于20世紀(jì)80年代中后期,主要是以能夠打印模型為主。第二代3D打印機是在最近幾年由快速成型發(fā)展到能夠打印高精度的功能性產(chǎn)品。

  但是,直到今天,3D打印機依然還是孤零零的一臺機械設(shè)備的存在,我們還在設(shè)法解決速度問題、穩(wěn)定性問題、材料問題。

  這些問題非常重要,然而,未來的3D打印機絕對不是今天這個樣子,應(yīng)是一個個服務(wù)平臺。就好比我們今天的智能廚房、智能家居、智能汽車、智能辦公、智能手機、智能電視……

  3D打印技術(shù)不僅僅是一項前沿性的基礎(chǔ)性技術(shù),它在未來的發(fā)展絕不能單靠自身的積累和完善,未來的3D打印技術(shù)一定是其他相關(guān)技術(shù)的集成發(fā)展。

  有人說,3D打印其實就是機器人的一種。這個觀點,我完全贊同。3D打印技術(shù)與機器人技術(shù)本身有許多結(jié)合點。

  機器人很早地加入了大數(shù)據(jù)和云計算的要素,自動化程度顯著提高。智能機器人將會賦予人的功能,具有搜集信息、整理信息、分析信息、處理信息的能力。如果將機器人的這些優(yōu)勢與3D打印技術(shù)結(jié)合起來,3D打印技術(shù)將變得更加智能化,自動化程度也將顯著提高。它將會按照設(shè)計好的圖紙自行加工、配送原材料、自我校正、后處理、檢測、包裝……

  再比如,3D打印技術(shù)與新一代數(shù)控技術(shù)融合,3D打印的后處理數(shù)字化流程將得到優(yōu)化,一方面利用3D打印技術(shù)加工一些金屬零部件,同時,利用數(shù)控技術(shù)進行后處理,將兩種技術(shù)融合,集成在一個平臺。

  除此之外,3D打印與創(chuàng)客的結(jié)合也是一大趨勢。創(chuàng)客以用戶創(chuàng)新為核心理念,是創(chuàng)新2.0模式在設(shè)計制造領(lǐng)域的典型表現(xiàn)。很顯然,3D打印與創(chuàng)客結(jié)合,是推廣3D打印的最佳模式。國內(nèi)外不少創(chuàng)客組織都在使用3D打印機,幫助他們開發(fā)新產(chǎn)品和創(chuàng)意新產(chǎn)品,將他們的奇思妙想變?yōu)楝F(xiàn)實。

  當(dāng)我們規(guī)劃智能3D打印時代時,就是要讓3D打印機的功能更為完善、性能更好、使用更為方便。那么,未來,我們?nèi)绾问?D打印機變得能像手機這樣普及?

  手機終端后面是龐大的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)團隊和信息技術(shù)團隊。因此,我們首先要解決的是3D打印機的信息化改造,才能適應(yīng)未來移動互聯(lián)網(wǎng)和移動信息網(wǎng)絡(luò)的全面普及。目前,我們過度重視硬件,忽視軟件建設(shè)。要設(shè)法讓每一臺打印機都有一個相對強大的后臺支撐,有許多愛好者可以很方便地將他們開發(fā)的軟件上傳,能夠聯(lián)網(wǎng)到一個個平臺,自動進入各個云端。要給3D打印機安裝一個CPU,這個CPU可以隨時升級,遠程控制,可以自動修復(fù)、自動切換、自動與上下游相關(guān)配套模塊結(jié)合。這基本上就構(gòu)成了3D打印智能時代的主要特征。

  3D打印的發(fā)展趨勢

  工業(yè)領(lǐng)域在未來仍將是3D打印最主要的市場。工業(yè)3D打印將變得平臺化、智能化、系統(tǒng)化;對傳統(tǒng)制造業(yè)將全面滲透和覆蓋,但僅僅是生產(chǎn)流程和生產(chǎn)工藝中某個環(huán)節(jié)的應(yīng)用;隨著技術(shù)的進步,穩(wěn)定性、精密度將不再困難,材料可以全面突破;成本降低以后,將率先在鑄造、模具等行業(yè)全面滲透,并在其他領(lǐng)域得到廣泛推進;打印速度將顯著提高,一個激光頭還是兩個激光頭將不再是困擾速度的主要因素;打印機的價格將在三年后下降至少三四成。

  而在建筑3D打印機領(lǐng)域,目前的框架結(jié)構(gòu)建筑實質(zhì)就是運用了3D打印技術(shù)的原理,在標(biāo)準(zhǔn)化、批量化建筑領(lǐng)域,3D打印的市場幾乎不會存在,對于一些特殊環(huán)境下的建筑需求,將有逐步試行的可能。而個性化建筑使用面將會最廣,但由于成本因素并不一定具有較大優(yōu)勢??傮w而言,對未來的市場須保持謹慎樂觀。

  相較之下,3D打印在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的市場潛力巨大。應(yīng)用面將大大提高,不再僅僅停留在打印牙齒、骨骼修復(fù)等方面,打印部分人體器官將成為常態(tài)。當(dāng)然,復(fù)雜的細胞組織和器官的打印還有賴于諸多技術(shù)難題的突破。整個應(yīng)用推廣的進程,也取決于各個國家的政策支持程度。

  針對普通用戶,桌面級3D打印機的普及只是時間問題,最終取決于3D打印機自身的工藝改造和技術(shù)完善??梢韵胍姡磥淼淖烂?D打印機將變得更為小巧、便于攜帶,外表上看起來更時尚,幾年后它將會像電腦一樣方便攜帶。觸屏功能、攝像功能、上網(wǎng)功能、自動修復(fù)功能一應(yīng)俱全。打印的精度非常高、打印的材料非常便宜,成本大約在1000元人民幣左右。屆時,3D打印機進入家庭、進入學(xué)校將變?yōu)槌B(tài)。

  3D 打印的小汽車

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