在整個行業低迷之時,不久前,國內三家企業聯合發布了“3D打印+精密鑄造”的新應用,在全球范圍內向客戶提供小批量、復雜結構的金屬零部件制造服務。這是一場由兩位3D打印的行業守夜人主導的革命性轉型,預示著一次由3D打印技術帶來的新的飛躍:從制作樣件向制造最終零部件,從單一樣件制作向小規模多批次生產、甚至大批量生產進軍。
這項新的應用,濃縮了三家公司多年的心血:數據從南京壹千零壹號的綜合云制造平臺上傳,發送到1001號核心工廠中的工業級FDM(FFF)核心生產線,運用PolyMaker最新研制的PolyCast材料和PolySmooth技術,打印出工業臘件,然后送入鑫宇精工的自動化精密鑄造生產線,最終得到完全符合工業標準的金屬零部件。在不遠的將來,三家企業將聯合推出國內最先進的無塵精密鑄造車間,將新技術和傳統工藝緊密地結合,為3D打印技術尋找一片新的“藍海”。
以FDM技術應用為主帶動了過去幾年3D打印的繁榮。幾年間,大量的桌面級別的設備涌向社會,使得這個新技術進入普羅大眾的視野,打造出了一場3D打印的科普狂歡。
行業成本壓力的不斷增加,競爭環境日趨惡化,核心技術仍然與海外有很大差距。企業未來要生存下來,就要找到自己的“甜水井”。筆者采訪了上面幾家公司的經營者,大家都共同認為:
·3D打印必須要在傳統制造業中找到落腳點,必須要“融入”和“改善”,而不是“顛覆”傳同行業,口號式的思想用于經營企業是危險的;
·3D打印本質是制造,制造的核心就是質量和成本,沒有規模效應,就很難生存,必須要把3D打印從制造樣件的位置,挪到生產最終產品和小批量、大批量制造的路子上去;
·找到技術獨特的優勢,并且發揮到極致,找一個很精準的點進行飽和攻擊。
調查顯示,鑄造市場的規模是工業樣件市場的近1000倍。據中國鑄造協會統計,2010年我國鑄造企業數量多達30000家,居全球首位;另中國機械工業聯合會統計,2010年中國鑄造業規模以上企業僅5957家,平均單廠年產量為3506噸。精密鑄造是鑄造業中技術水平最高、工藝最復雜、利潤率最高的細分領域,很大一部分的航空、汽車的復雜零部件,都是用這種工藝生產的。
由于每一個精密鑄造零件都必須對應一個蠟模和形殼,目前上文中使用的3D打印材料PolyCast,已經達到了3/100000的灰燼度,從工藝性能上足以替代傳統的鑄造蠟。而1001號的3D打印的集群已經完全使用了工業4.0時代的MES系統,全自動化,大大地高了規模化生產的能力。而且,由于新材料在常溫下不會變形,使得在大型鑄造件上,有更加明顯的優勢。
新的“3D打印+精密鑄造”的工藝相較于直接的金屬3D打印工藝(SLM/EBM/DMLS等),在成本和材料的選擇方面,也有無可比擬的優勢:
1)在當前技術條件下,金屬3D打印的設備成本、材料成本、維護升本都非常的高,比“3D打印+精密鑄造”的成本高出至少一個數量級;
2)直接3D打印金屬可選擇的材料種類也多局限于鈦合金、鈷鉻合金、不銹鋼、模具鋼等有限的種類里,傳統的鑄造工藝對金屬的種類沒有特別的限制;
3)金屬直接3D打印當前還是一座技術“孤島”, “3D打印+精密鑄造”卻能夠與行業里面上萬家企業合作,充分杠桿成熟產業帶來的全局性的優勢。
切入精密鑄造行業,僅僅是3D打印技術應用落地的一個探索,我們堅信未來會有更多的技術應用的出現。這有賴于全行業在技術創新上孜孜不倦。作為新的制造技術,如何面對質量、成本、速度的永恒課題,是行業同行者要不斷面臨的挑戰,讓我們拭目以待。