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疫情来了,3D打印能为制造业做些什么呢?

发布时间:2020-02-19

疫情来了,3D打印能为制造业做些什么呢?

1月31日凌晨,世界卫生组织宣布,将新型冠状病毒感染的肺炎疫情列为“国际关注的突发公共卫生事件”,但不建议限制贸易和人员流动。一场突如其来的新型冠状病毒肺炎疫情打乱了我们的工作和生活节奏。

(图片转载于MES制造业执行系统)

新型冠状病毒感染的肺炎疫情仍在持续,除了疫情本身,人们开始担心疫情对我国各个行业的影响。首当其冲的就是旅游、餐饮、交通、娱乐等行业,其线下消费基本陷入停滞状态。服务业首当其冲,制造业又会受到多大冲击?本就面临较大下行压力的中国经济,遭受此次疫情,会不会进入下行通道,甚至动摇根本?此次突发的公共卫生安全事件,又会促进我国制造业实现哪些变革?

在我们与疫情战斗的过程中,答案会逐渐凸显。当各地分批次复工的过程中,我国制造业正面临着一场大考——复工人数不足、物流受限、原材料供应难等问题接踵而至,中国制造业的停滞影响到了全球各国的产品供应。

中国的复工难问题,世界的电子、汽车、医疗等各个领域都受到了供应链中断的窘境。富士康郑州、广州等工厂延期复工,导致苹果、戴尔、惠普、高通、华为、三星等电子行业的产能平均下降12%;湖北地区的疫情,也让日产汽车、现代、通用等汽车行业纷纷宣布因零配件短缺而暂停生产;显示屏的产能也一般由中国占据着,武汉就五家工厂生产LCD液晶显示器和OLED面板,而武汉的封城和全国员工的延迟复工,导致显示屏价格一度上涨;美国的药品供应也由于大部分抗生素直接或间接依赖中国供应链而受到了冲击。中国的疫情也造成了世界供应链的危机,制造产业甚至有可能会进一步“被转移”到世界各地。为了缓解世界供应链危机,同时避免制造业大量外流,制造企业的负责人势必会分析造成如此现状的原因,提出应对人员不足、供应链繁琐等一系列问题的解决方案。

1. 中国制造型企业会加速推进智能制造产品线的过程

在抗击疫情的过程中,一些急用物资如口罩、防护服、护目镜、呼吸机等产品出现了生产不及时的问题,厂家虽然紧急复工,以解燃眉之急,但人员的集中又极大增加了病毒扩散的风险。在这种环境下,必然推进企业家对柔性自动化生产线的应用以及智能工厂的推广,以减少对人工的依赖性。


  (图片转自:智能工厂转型来应对万物互联的发展趋势)

2. 优化供应链也是未来重中之重

柔性化自动化生产线以及智能工厂必定是未来社会发展的趋势,也会降低对人工的依赖性,但设备的正常运行需要大量零部件的支撑,也就是说需要庞大的供应链维系设备的正常运行。这一现象对智慧型工厂的发展必定是不利的。因此,在向智慧型工厂转型的过程中,优化供应链管理,引入先进的零部件加工方式也是必不可少的环节。3D打印作为智慧型工厂搭建的利器,也会更加被人们认可。

3D打印不需要传统的刀具和夹具以及多道加工工序,在一台设备上可快速精密地制造出任意复杂形状的零件,从而实现了零件“自由制造”,解决了许多复杂结构零件的成形,并大大减少了加工工序,缩短了加工周期。而且对于复杂产品结构的加工优势会更加明显。目前作为主流应用的FDM(熔融沉积成型)技术以及SLM(选择性激光熔化)技术分别解决了塑料件加工以及金属件加工的需求。新兴的SDS(打印、脱脂、烧结)金属3D打印工艺也将逐渐进入人们的视野,承担部分金属加工的任务。

3D打印技术已经不仅仅停留在展示模型的阶段,其在工装夹具、复杂金属零部件加工方面的应用已经十分成熟,不仅能将零件的加工时间由原来的一周甚至更长时间缩短到几个小时,还能使产品的性能得到较大的提升。随着3D打印技术的不断成熟,作为最终零部件应用的尝试也越来越被人们认可。比如华融普瑞公司为某机器人公司加工的机械手臂夹手、为某汽车厂家加工的大尺寸汽车内饰件等等。下图展示部分案例图片,仅供参考,如想了解更详细资料可与华融普瑞公司联系。

 (图片转自:Markforged打印服务案例)


(图片转自:人民网)

3D打印技术不仅能加工符合使用要求的零部件,还能结合拓扑优化等先进技术,最大程度上实现零部件性能的优化以及重量的减轻,以减少能源的消耗。

3. 在未实现智能制造的现在,部分制造型企业还面临这样一个窘境:为保证防护物资的供应,所有加工设备都是满负荷甚至超负荷运转,这就会导致大量零部件因疲劳而失效。假设失效的零部件有两种,一种是可采购的标准件、一种是需要机械加工的零部件。正常情况下这些都不是问题,但在疫情环境下,物流变慢、附属加工企业未复工都成为了限制其正常运行的阻力。疫情期间,更是传出了:多方携手千里送“救命剪刀” ,口罩企业产量翻番助力战“疫”的佳话。

(央广网发 德城区工信局供图)

事情源于微博上的一则消息《告急!#口罩# 生产急需这种刀片!有线索请速与山东德州德城区工信局联系》,疫情面前,每多生产一个口罩,就能多为全国人民增加一份保障。多方协调之后,只有千里之外的湖北仙桃市一家剪刀生产企业称可提供刀片,但由于该省疫情防控严密无法寄出,德州市工信局工作人员随即驱车赶往湖北,当天晚上九点在省界处拿到刀片。历时20多小时,奔波1600多公里,德州口罩生产企业终于顺利复工,日产翻倍。

这是一则齐心协力,共同为抗疫战争贡献自己力量的、充满正能量的案例,但我们同时可以反思一下,如果企业配备了3D打印设备,这些问题都会迎刃而解。借助于3D打印设备,企业会轻而易举的获得他们想要的零部件。而且,增材设备的引入,会对企业的设计研发,智慧工厂转型都提供较大的助力。在产品设计环节,企业借助3D打印设备能极大缩短设计图纸转换成实物的时间和成本,不需要再将图纸外发加工;企业生产过程中用的的各式各样工装和夹治具也都可以借助3D打印设备实现。3D打印设备必将成为企业发展过程中的一大助力。

3D打印对制造业的有利影响是深远的,并不仅仅是疫情期间的昙花一现。

应该看到,当前疫情防控措施坚强有力,火神山医院投入使用,湖北集中收治和隔离“四类人员”,治愈人数超过死亡病例……人们的信心在逐步恢复。乐观估计,元宵节后各地全面复工,疫情造成的短期影响虽然巨大,但整体来看,不会动摇中国经济的根本,反而会促进中国制造业的转型,表现最明显的就是制造业数字化、智能化改造大大提速。

富士康已经在深圳、成都、郑州、太原等地运行了6座熄灯工厂,包括精密机构件加工工厂、智能刀具加工工厂、精密组装、测试及包装工厂等。这些熄灯工厂人力节省了88%,效率提升了2.5倍,在疫情面前,它最大的优势是不用担心工人不能及时返工。经过近几年的转型发展,互联网、数字化技术在传统产业的应用已经非常普遍,可以预见,这次疫情将大大缩短传统产业尤其是制造业数字化、智能化的过程。3D打印、人工智能、大数据、云计算等将再次迎来爆发式增长,而制造业的发展质量也将发生质变,智能工厂、熄灯工厂普及步伐加快,这将是“中国制造”的又一次重大变革。

(图片转自:富士康“熄灯工厂”)

疫情过后,人们会形成一些新的生活方式和认知,必然带来相关产业和行业加快调整,智能工厂、熄灯工厂等会逐渐走进大众的视野,也会成为企业改革和发展的目标。作为起辅助作用的3D打印行业同样会迎来巨大的机遇。智慧工厂、熄灯工厂可以让企业的产能逐渐摆脱人员数量的影响,但是,他们一定少不了各种零部件的需求。而且,像智慧工厂等前沿设备所用的零部件一般都是非标定制的,只能从原厂下订单。在没有3D打印技术支持的情况下,企业只有两种选择:要么大量备货、保证生产,要么停工,等待原厂零件的邮寄。这都会给企业增加大量的时间和成本。

借助于3D打印,企业就会多了一种选择,他们可以用3D打印设备在24小时之内打印出损坏的零部件,而且能保证和原有零部件一致甚至具备更优异的性能。当3D打印件不能满足一些高性能零部件需求时,也能在定制零部件到来之前起到应急的作用,减少企业的停工损失。这是3D打印行业的机遇,抓住这些机遇,3D打印企业就能迎来新一轮发展。

同样的,我们也可看到汽车行业,医疗设备行业等传统行业的需求。对于汽车行业来说,3D打印能很好的满足人们日益增长的个性化、定制化需求,也能成为小批量定制化汽车零部件的主要供应商;对于医疗设备行业来说,可以快速实现满足不同医疗场所需求的设备,还可以根据不同医生的习惯为其定制专属的医疗设备,对于不同的零部件,只需要更换不同的材料进行打印即可,不需要大量供应商的介入。

让我们风雨同舟、众志成城、戮力同心,一起做疫情防控阻击战的支援者,坚决打赢这场无硝烟的战争!我们要看到,疫情之下,对企业来说是危机的同时也面临着发展的机遇,是企业苦练内功的好时机。在制造业的自救、转型和发展的不同时期,3D打印一定能发挥良好的助力作用,助推制造业转危为机。