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韩国增材制造技术发展现状和趋势

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来源:SAMA国际论坛

2019年8月16日,由上海市经济和信息化委员会指导,上海市增材制造协会主办的第四届SAMA国际论坛暨2019一带一路3D打印与智能制造年会在上海盛大开幕。来自中国、美国、英国、法国、德国、韩国、新加坡、以色列、瑞典、埃及、印度、捷克等不同国家和地区的近百位全球顶级专家、行业领袖以及800余位企业代表莅临大会,探讨智能制造和3D打印行业发展,展示和交流智能制造和3D打印技术在航空航天、生物医疗、汽车、模具、文创、影视及消费品等领域的应用。
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韩国增材制造协会会长William Joo应邀出席并做主旨报告。

首先给大家介绍一下KAMUG,它是韩国增材制造协会。开发FDM以及沙铸3D打印机和金属3D打印机。KAMUG和蔚山城市进行合作,属于韩国科学ICT部,是韩国最大的增材制造协会,有1500多个会员。现在介绍一下全球的市场以及韩国金属AM市场的情况。现在AM市场还是非常小,和总体制造市场相比在2014年大概市值达到了88亿美金,还不到12万亿市场的1%,这是根据HP市值所得到的,AM市场将会达到总制造市场的60%,也会达到1900亿美金。现在韩国市场从2017年2.9亿美金增加到2018年3.66亿美金,预计到2019年会增加到4.5亿美金,现在机器市场希望能够在1784亿美金市值当中占有45.1%,希望2018年有这样的份额。服务是达到8680亿,占20.1%。然而教育的程度以及市场的表现达到了市场的预期。
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现在讲一下韩国金属3D打印机的购买情况,韩国一共有138台金属机器。其中112台是PBF机器已经进行了安装,43%的公司都有相应的从哪里购买机器的信息。政府的信息提供占34%,研发占18%。医学公司占5%,最后韩国PBF销售的情况是138台,112台是PBF,大部分都是德国的产品,本国的产品已经超过20台,超过10台机器是由设备厂商所拥有的。现在讲讲韩国金属AM的研发。现在有六大主要AM机器公司,四个是PBF,两个是DED。Winforsys涉及到医疗和工业,可以在外面的展台看到。Winforsys也是上市了500毫米的机器,主要是应用工业,并且生产500毫米的部件用于国防,现在已经推出医学专业生产系统,主要是生产实际的医学植入物,并且去支持生产过程当中的监管,从而确保统一的质量系统。在韩国有广泛的应用,超过200个已经应用这样的技术实施200多台手术,并且我们也出口想要寻找中国的合作伙伴。并且也在开发相应的系统,希望能够在海外推动出口到海外。
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现在韩国有六大主要金属AM供应商,两个是塑料的,两个是医学的。韩国领先3D金属打印技术,首先会建立起一致的智能工厂生产系统以及增材制造设计和模拟仿真以及生产监控,会有系统专门管理物理的性能,并且系统已经开始实施正在运行当中。金属3D规划能够将装置扩大到10个单位,以模块化的方式,现在我们规划将装置扩大到100个单位,这是韩国首个AM装置,这是美国公司提供的工艺控制系统,这个系统现在是根据半导体检验技术开发的,并且价格比其他国家价格都要低,Winforsys在明天的会议中有所宣布。这是高速摄象头以及传感器以及韩国Winforsys生产的,能够帮助我们检查和管理产品的质量,是在生产的过程中实时的。蓝色代表质量好,红色可以实时进行检查发现是否有缺陷,所以特征就是完全的质量控制在大规模批量生产过程中进行实时控制。
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在引入AM仿真软件领域另外的改变,根据预测的形变,我们会创造出补偿零件,根据预测信息创造出单个稳健并且可以在生产系统中进行生产。我们的系统是不会有任何失效,能够有于医疗保健以及在工业生产中使用,并且我们在现在医学的颅骨和模具中已经开始使用。还有其他许多的使用案例。鉴于保密协议没有办法跟大家细讲。这也是医疗方面植入的例子,我们颅骨的植入之前要变形的,从而抵消变形,于是打印出正确的产品,实际上再把它放在模型上去,然后扫描,然后再测试,大规模生产的时候放置角度仿真模型提前预测。这是我们医疗植入的例子,首先这是生产医疗植入的物品的例子,我们有国内的设备商,还有外国的机器都是混在一起的,最后我们还是统一采用了国内的设备。韩国FDA批准了44个零部件用于医疗的植入,很多公司都在韩国做医疗植入的东西。这是我们的例子,生产医疗植入物体,在外面的展台上可以看到生产的医疗植入的东西。
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接下来做的钛合金多孔的盘状物,主要给椎间盘和背痛的人用的,这是我们所做的,这是工业生产的例子,现在可以生产出不同种类的部件,包括发动机、螺旋桨、汽车夹具和钛合金玻璃。在韩国为了能够生产出船运设备,韩国现代重工和企业签了备忘录,在去年的4月份,现在旗下的几家企业专门为韩国现代重工供应船上用的3D打印的重型的零配件和设备。这是韩国金属3D打印的厂房,厂房是现代重工的厂房,图上是现代重工具体解决方案。下面是轻型轮胎轮毂和差速器,这是汽车零部件的3D打印,轮毂和差速器也是3D打印结构进行优化。韩国有9家粉末厂商。
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KAMUG和DFAM竞赛,KAMUG有着唯一的金属增材制造训练基地,他们有自己3D打印的机器和仿真的工具。KAMUG这个机构做什么工作呢?做培训一些工作,也是韩国唯一一家培训的机构。而且是完全可以发放培训证书的,也是韩国唯一的金属3D打印的证书,而且可以支持行业的商业模式,并且帮助协助开办一些初创企业。目前KAMUG做培训,一旦接收培训可以做3D打印的螺旋桨、发动机、喷气式发动机、汽车轮毂,还可以做医疗植入的东西。这是KAMUG医学教育课堂,我们回用很多的人力人们在此接受培训,就可以做自己的企业,创办3D打印企业,因为培训是发证书的,而且是韩国唯一的证书。建造一个发动机,首先用塑料打,再用金属打,现在做零配件整合工作,并且把零配件尽可能轻量化,这是我们现在所做的。

KAMUG举办了第二届DFAM竞赛,去年举办了3D打印的竞赛,我们希望3D打印运用领域通过竞赛可以不断得以拓展。而且大家看到的这个产品获得了最佳奖,得奖主是三星重工,球状阀主要是用在造船方面,DED方法造的,使用合金是抗腐蚀的,生产周期会节省80%,对外观可以进行更迭。这也是钛合金做的无人机,对无人机的机身进行改进,还用了网格化结构改进机身强度。

总而言之韩国的增材制造行业在不断发展,韩国政府也是推动这方面的发展,包括已经设施和增材制造方面的教育,而且增材制造的企业正在发展技术和合金,而且是韩国独一无二的一套合金体系,很多服务供应商也希望进入增材制造行业,在自己的领域当中,现在韩国的增材制造行业将会改变,从现今的医学行业到重工再到未来的汽车行业,从医学到重工到汽车,感谢大家的聆听。

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