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新基建加持,3D打印为中国智能制造按下快进键

2020年7月11日             作者:惠普3D打印与数字化制造大中华区负责人 黄华       
关键字:3D打印  新基建  

2020年对中国制造业来说,将是加速转型之年。

一方面,全球经济底下压力加大,我国出口减少,低成本劳动力红利消失,制造业企业利润下滑;另一方面,新冠疫情让全球经济雪上加霜,市场需求下降,全球供应链包括中国制造业面临巨大挑战。

另一方面,此次疫情也是一个契机,迫使我们反思,在全球供应链紧密捆绑和协作的今天,制造业如何规避系统性风险,在保证供应链稳定灵活的基础上加强敏捷度和韧性,以应对“黑天鹅”和“灰犀牛”事件;以及如何在后疫情的经济新常态下危中求机,布局内生增长力,提升产业附加值。

制造业数字化转型提速

2015年起,国务院和各部委已陆续出台一系列支持工业互联网及智能制造发展的政策及法律法规,推动3D打印、大数据、人工智能等新技术在制造领域的广泛应用,培育新型智能制造模式,推动生产方式向柔性化、智能化、精细化转型升级。

但在疫情发生之前,制造企业普遍对生产数字化转型的迫切性认知不够深刻,理解过于简单。这其中,3D打印的优势尚未被充分挖掘,其主要角色还处于如何适应、配合、补充传统制造集中生产、统一装配的作业流程。

“传统”依然主导,成本和效益依然没有实质性突破。

疫情爆发后,全球许多国家和地区的医疗及防护物资出现严重短缺,全球各国的供应链也受到严重影响,从电子设备、整车及零部件生产商到消费品等各个行业。疫情后,包括中国在内的全球制造业企业开始重新审视数字化转型进程和供应链创新,希望借助数字化智能化技术构建柔性+韧性供应链。

好的一面是,今年4月,国家发改委首次明确提出了“新基建”作为新的重点投资发展方向,并联合其他部委陆续出台落实细则。这为中国传统制造快速向智能化、数字化转型以及3D打印技术在其中的深度应用奠定了政策基础。

3D打印智慧解决方案

3D打印代表的数字制造技术被视为引领新一轮科技革命和产业变革的核心技术之一,是第四次工业革命的重要组成部分,有着广阔的发展和应用前景。3D打印与传统制造并不是替代关系,而是应在各自擅长的领域发挥优势。

在过往,采用传统生产方式的制造企业有如下一些特点,比如,前期投资额大,以产定销,无法及时根据市场反馈进行调整,也难以针对不同消费者需求实现定制化生产;生产流程繁琐,且为集中式生产,导致一旦系统性风险降临,将在整条供应链中迅速传导。此外,传统生产方式还面临环境保护和可持续发展等问题。3D打印能够很好地弥补传统制造业的这些短板,推动制造企业从传统生产方式向智能制造转型。

随着国民收入和消费水平提升,消费者对个性化定制化产品的需求逐年递增。3D打印基于数字模型,能够根据不同消费者的需求设计和定制产品,不仅能实现柔性生产,促进制造企业由传统的大批量生产转向大规模定制,还能够大大缩短产品改进周期,降低优化成本。毕竟,修改电子图纸比重新开模,甚至修改整条生产线简单得多。

与此同时3D打印还能够极大精简供应链和生产流程。让我们畅想一下:在不久的将来,不论消费者还是企业,都能通过各类智能终端设备制作或修改产品设计,方案提交后,位于云端的大脑将与遍布全国大大小小的3D打印平台乃至单独设备连接,双方在极短时间内完成自动化报价、比价、评估,然后进入分包、模块化生产环节。这种分布式供应链降低了仓储和物流成本,让生产更贴近终端市场,增强了供应链韧性。

数据为本,应用为王,规模制胜

制造业企业如果要从当前的借助数字化手段提升效率,转向从设计、优化、生产到后处理的全面数字化,需要将3D打印技术与工业互联网紧密结合。新基建所铺设的数字化干道为实现这一目标带来了便利。此外,惠普与西门子等国内外领先的工业软件合作伙伴保有长期战略合作,能够支持制造企业进行生产的实时远程监控和历史数据分析,以跟踪、管理和优化生产操作,让生产流程更加智能。

在迈向更加广阔的市场的过程中,我们认为,3D打印需要紧扣“应用”二字——真正切入制造业核心环节,与上下游共同协作,解决从设计到制造的全数字化流程问题,实现产业链的全面提升。宝马汽车已经在应用全新HP Jet Fusion 5200 系列 3D 打印解决方案,并不断探索新的应用场景。Smile Direct Club 是一家齿型矫正服务商,自从引进了惠普Multi Jet Fusion (MJF) 3D 打印技术后,每天能够制作超过5万个独特的牙模,将于一年内实现2000万件定制牙模的目标。

目前惠普正在积极开拓全新材料,以新材料推动新应用、打开新局面。例如,在汽车行业,惠普正在与大众汽车合作,使用金属3D打印技术进行大规模定制和装饰部件的制造,并计划尽快将金属3D打印的结构部件集成到下一代车辆中。

在材料多样性的推动下,3D打印技术将进入各个行业,实现规模化应用的可能性。就在去年9月,在惠普的工业级HP Jet Fusion 5200 3D打印设备的支持下,德国工程公司EDAG与西门子数字工业公司合作开发了3D打印主动冷却剂分配器,并首次安装在“EDAG SCALEbat”电池外壳中。高达30万件的规模化生产概念证明了在批量生产中通过3D打印制造零部件的经济可行性。

另外,在巴斯夫的协助下,惠普将于本月向中国市场提供首个用于3D打印的聚丙烯(PP)材料。它是一种多功能、耐用、耐化学腐蚀的材料,已通过惠普工业级3D打印系统认证,对于如汽车、消费、工业和医疗等领域的企业是理想的,可用于规模化生产的高性价比选择。

惠普的超级生态圈

任何新兴技术和产业的快速发展和普及都离不开行业生态各方的共同努力。只有通过协同创新,开放创新,才能加速技术与传统产业的融合。

除了自有的突破性多射流熔融技术(Multi Jet Fusion),惠普在全球和中国都在与各领域领导者携手,积极打造3D打印产业生态圈,促进材料研发、软硬件创新、上下游协作、以及人才培养,推动制造业向数字化、智能化迈进。

材料研发领域,我们的合作伙伴包括巴斯夫(BASF)、汉高(Henkel)、阿科玛(Arkema)、路博润等。在国内,惠普于去年与黑格科技达成矫形与康复修复产业的战略合作。黑格科技位于广州的数字化制造中心采用惠普的Multi Jet Fusion技术,为客户提供定制化矫形与康复类产品设计与制造的一站式解决方案。

而今年6月,惠普也与京东智能产业发展集团签署了基于3D打印智能制造产业的合作备忘录。该项合作旨在通过促进产业上下游企业紧密协作,推动技术创新和区域项目落地、新型应用和人才培养,以支持中国制造业转型和供应链升级并实现高质量发展。

责任编辑:王聪
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