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網易財經智庫《追光》專訪李廣生:未來人類移民火星,第一個搬上去的一定是3D打印機

作者: 鐳明激光

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時間:2022-11-23

鑫精合公司創始人、總經理李廣生參與錄制網易財經智庫特別策劃欄目《追光》,以下為整理版文稿:

3D打印機

國產3D打印技術已經趕超德國

3D打印技術起源于德國,這些年我們一直在追趕。隨著中國金屬3D打印服務市場越來越大,客戶對金屬3D打印機的需求也越來越不一樣,有的需要大,有的需要高。面對不同的需求,德國供應商提供裝備的反應速度很慢,而且裝備遠遠不能滿足要求,所以我們開始自己研發。從2016年第一臺原型機到現在,我們已經迭代多次。現在研發的最大產品和型號,已經超越國外的尺寸和打印效率。尺寸的背后凝結著很多東西。例如大尺寸的整個器械系統和傳統不同,它要承載更大的力和扭矩,要解決多激光的拼接問題,解決打印過程中的風場問題,還要涉及到應力的問題。所以單純的一個“大”,凝結著多種技術問題,它們都要被解決、攻關和超越。相比德國進口3D打印機,國產設備至少能為企業節省50%的成本。如果把全中國的3D打印加起來,能節省百億元。2018年、2019年的時候,進口設備占到整個金屬3D打印機市場的70%—90%,現在它們所占市場份額10%都不到,國產3D打印機在國內市場已經很強勢。國外了解到我們中國3D打印行業的裝備能力現狀之后,他們也會到中國采買他們需要的裝備。我們也逐漸走出海外,把設備賣到德國去。

3D打印已經在日常生活大量應用

很多人認為3D打印離普通人的生活較遠,但實際上日常生活中的應用場景很多,例如化妝品外包裝的塑料殼,有可能使用的是注塑工藝。注塑工藝里面有一個模具,原來傳統的工藝是陰模和陽模模具。假設該模具生產效率是每分鐘兩三個,如果用3D打印隨形水路技術生產的形芯代替它里面的陰模陽模里面的器具,它冷卻的效率就會提高很多。因為在注塑的過程當中,生產效率決定于冷卻的速度,我把幾百度已經燒軟的塑料注入模具里,要等模具涼下來,把塑料殼取下來,再進行下一步驟。傳統的冷卻就是一個直徑的水道,3D打印可以做成一個螺旋式的水道,這樣冷卻面積加大了,冷卻的速度就會加快。這種螺旋式水道傳統工藝做不了,但3D打印輕而易舉就能實現。但這些老百姓很難看到,買一輛車我并不需要知道哪個空調件、塑料件是3D打印模具做的,我也不需要知道汽車方向盤轉向器是通過什么方式壓鑄的。但其實3D打印已經和老百姓的生活息息相關。

未來人類移民火星,第一個搬上去的一定是3D打印

在民用航空航天領域,3D打印技術的應用也很多,因為3D打印能幫助產品輕量化。現在大部分工業產品還是在地面使用,不太重視輕量化。但是產品一旦上天后,如果能節約1公斤的結構重量,又能保證原有的結構性能,意義是很大的,這是最初的應用思路。在深入了解后我們發現,我們能通過實現一些特殊結構,把它的機構和運動系統做得更好,除了輕量化,又有特殊的功能性。民用航空航天的產品還有一個特點就是超級復雜,所以成本很貴,但3D打印的一體化制造,把原來很貴的東西化繁為簡,成本就下來了?;谶@幾方面的原因,現在民用航空航天方面,包括火箭、發動機,大量使用3D打印,需求很旺盛。國際上很早就有人提出要把3D打印搬到太空當中去,未來人類移民火星,第一個搬上去的一定是3D打印機,把它作為一個母機,生產其他在移民過程中需要打印的零件。3D打印做的醫療材料,其性能也比傳統工藝更好。傳統工藝也能制作這些醫療材料,原來的椎間融合器是一個小金屬實心塊,它的彈性模量與人體的骨骼不同。彈性模量過強會讓人體周邊的骨骼退化,過弱又怕它承受不住,所以很難找到一種合適的材料。而3D打印的材料是可設計的。例如我把鈦合金中間打上鏤空的結構,它整體的彈性模量和密度,整體的受力性能就變成了一種新的材料,我總能調節出一種與人體骨骼類似的一種椎間融合器。通過調節它的結構、孔隙率來實現它整體的性能,這就是3D打印的優點。

傳統的工藝不管是鍛造機加還是鑄造都很難完成這種結構,而3D打印就能解決這個問題。例如3D打印的胯關節材料有鏤空結構,血肉都可以長進去,和人體有更好的結合。傳統的工藝從成本、性能方面都比不過3D打印,例如種植牙體原來都是鑄造的,現在3D打印的成本是它的一半,大家都會選用3D打印的產品。并且,3D打印可以很經濟地個性化生產。就像咱們買鞋,原來是41、42、43,你選一個差不多能穿的鞋號就可以。尺碼不是那么精確。但是對器官來說,它也分大中小號讓你選,就不是那么合適。3D打印可以個性化設置,就好像買鞋的時候你可以選擇42.1碼,或者是更精確的,42.123碼。牙更是如此,如果不是你的精確型號,而是分大中小號,你連安裝都安裝不上去,即使能安裝,你的上下牙也咬合不了。3D打印在這種個性化生產方面,能發揮很大的作用。還有自行車的車座,可以根據你的人體工學進行二次設計,包括飛行員操控的飛機手柄也都可以打印。很多地方都開始做這種個性化嘗試,這是一個重大的應用點。

 

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