设计、制造一个汽车零部件模具,最快需要多少时间?如果还是传统的两个月、甚至半年时间,那就有点“out”了。
上周五,瑞安市成立汽车零部件快速制造技术公共服务中心给出的答案是:最快半个月。
“快速制造,就是利用3D打印技术,把三维图纸直接打印成产品。”用瑞安市科技局副局长倪勇生的话说,该中心能通过快速设计、快速制模、快速成型、快速检测,用尽可能短的时间,把一个汽车零部件的设计想法,打印成产品。
那么,快速制造的奥秘在哪里,能具体应用到什么领域?记者来到公共服务中心一探究竟。
实物模型扫描成三维图纸
3D打印机立马出成品
一个新产品的问世,关键在于设计与建模。在位于温州瑞明工业股份有限公司的快速制造公共服务中心里,快速制造的第一步正是快速设计。
与传统制图再建模的正向设计不同,中心里采用的是逆向工程设计,即拿到一个产品,通过激光扫描设备来获取点云数据,再通过点云数据来重构三维立体数据。也就是说,只需通过扫描实物模型,就可以制图。
瑞明执行董事韩剑说,利用逆向工程设计技术,中心现在可以对实物零件进行仔细地分析,高效率、高精度提取三维数据,从而形成图纸。三维图纸生成后,技术人员将数据传输给3D打印机,然后装好打印材料,开动打印机就可实现快速制造。
在快速模具试制中心,记者看到了一台近两米高、形似立柜的设备。韩剑介绍,这是一台采用激光烧结技术的快速成型机,也就是3D打印机。
以一个四方块测试件为例,近两米高的大铁箱子里,铺粉辊来回运动,把原料粉末均匀地平铺在金属平台上,从顶部圆形装置上撒下的激光束在薄层粉末上一次次“游走”,旁边的显示屏上,显示出三维结构的制件正一点点地“生长”出来。
技术人员告诉记者,棕色粉末就是制作模具的树脂砂材料,在计算机控制下,激光扫描过的地方树脂砂就会固化,一次次扫描、一次次固化,层与层之间在激光的作用下实现了逐层堆积,无缝连接。这就好比是做蛋糕一层层浇奶油的过程。
以瑞明主打的发动机缸盖为例,可先通过逆向工程设计技术,经3小时扫描后,重构缸盖的三维立体数据。技术人员可根据企业的不同需求,对图纸进行修正与改进,再利用数据在3D打印机中进行模型快速制造。模具成型后,再将之与其他组件进行测试与装配,试制成功后就可以实现批量生产。
快速制造仍在推广阶段
市场前景不可估量
利用快速技术,瑞明率先尝到了“甜头”。“以前开发一个缸盖需要5个月时间,现在两周就可完成,费用也从上百万元降到了几十万元。”韩剑表示,快速制造技术可以缩短制造业新产品的开发周期,还能降低开发成本。
此外,在传统汽车制造领域,汽车零部件的模具零件开发往往需要长时间的研发、测试。当存在问题时,修正零件也需要同样漫长的周期。而3D打印技术则能快速制作造型复杂的零部件,当测试出现问题时,修改3D文件重新打印即可再次测试。
据介绍,目前支持3D打印的材料很多。树脂、尼龙、石膏、塑料这些都是普遍使用的材料,随着业界研发的不断进步,支持钛、不锈钢或铝、铁金属材料的打印机也已经出现。
“虽然这个中心设在瑞明,但并不是一个企业的车间或部门,而是独立的公共服务平台。”倪勇生告诉记者,该中心由政府引导、企业投资,实行市场化运作,是面向全市汽车、泵类、机械等制造企业的科技创新公共服务平台。
他向记者表示,目前瑞安市汽摩配、电子、塑料、鞋革、工艺品等支柱产业的60%零件靠模具来定型,但模具产业总体发展水平偏低,已成为制约产业转型升级的瓶颈。快速制造公共服务中心成立后,将致力于将先进的快速成型技术融入各行业新产品快速开发中,建立企业产品数字化快速开发企业服务平台,带动周边企业加速产品研发过程。
在正式投用当天,瑞安市科技局还向签约企业发放了科技创新公共服务券,领券的企业可在3年内享受15%至20%的加工补贴。同时,该中心还与广汽集团、浙江吉利控股集团、力邦集团、胜华波等4家企业签订了合作协议。