【3D打印高端演讲】史玉升：用3D打印技术改造和提升传统制造业

【3D打印高端演讲】史玉升：用3D打印技术改造和提升传统制造业

【导读】 6月下旬，世界3d打印大会在青岛举行。南极熊3D打印网也到了现场进行了大量的报道，详情请看南极熊报道 http://www.dddyin.com/forum-103-1.html 。南极熊作为一个3d打印的专业媒体平台，一直致力于推动中国3D打印行业的发展。希望下面的一些内容对大家有所启发。



史玉升：尊敬的林部长以及各位专家、企业家，各位来宾，下午好。因为给十分钟时间，那我讲的报告题目是用3D打印技术改造和提升传统制造业。分以下五个方面向各位汇报。

第一个，我们看一下3D打印在制造业中所处的地位。今天上午的讨论会我说过，目前的制造业可以分为三大类第一种是等材制造，第二种是减材制造，第三种是增材制造，就是现在的3D打印，虽然很年轻，但是它的发展潜力非常巨大。

第二个，我们看一下我国制造业的现状，因为制造业的范围非常宽广，我们不能一一去论述。制造业以铸造来看的话，因为铸造是很长的历史，有几千年的历史，这个技术现在还发挥很重要的作用，是制造业的基础。所以从我们国家来说，从中国来说，制造业的总体占世界第一位的，产量达到第一位。那么其中制造业也是，你看占到48%的分量，但是我们国家现在的铸造业叫大而不强，上午林部长说的，有些东西你是第一，但是你不强大，这就不展开说了。不强大的话，现在的新技术怎么改造和提升它，想办法来弄。

铸造的发展趋势，我们很多航空、航天或者航海汽车等领域的发展趋势就是说我们需要高性能和轻量化，这个过程铸造怎么发挥作用？我们的铸造技术需要提高水平。

下面我就汇报一下我们怎么样运用3D打印技术改造和提升传统的制造业，我们的铸造，我以铸造为例是比较落后的，污染环境、能耗大，我们怎么去改造它。

先看一下我们的意义，比如说这是我们的学生，我们本科生，华中科技大学的本科生创新设计大赛的液态回路演示系统，这个做完用传统的方法加工有一百多个零件，要花的时间很长。我们现在如果才能3D打印技术以后，3D打印技术我们用一个星期，这里面有塑料的、金属件，全是由3D打印打印，组装一个星期就完成了，所以对我们传统的制造业的设计或者快速、或者优化起到很大的作用。另外我们的学生也参与创意设计，珠宝设计、装饰品等等，我们的学生很快就做出来，所以有了3D打印，我们很多创意的方法不再是纸上谈兵了，所以它的意义非常重大。

以铸造为例，我们过去的铸造方法，我们采用传统铸造工艺是逐步完善，凭经验试错的方法来完成铸造的任务。如果我们采用3D打印以后，设计是铸造的零件，后面铸造的工艺不变化，前面很快的。所以采用这套方法，我们基于3D打印科学的设计和制造的方法，把过去凭经验的，我们怎么走到科学。

制造的意义，刚才Graham Tromans说了很多，我很快的重复一下，拓展产品创意创新的空间，我们设计的时候要充分发挥他的想象力，做出来，过去设计是面向工艺的设计，我们一定要考虑能不能制造出来。现在我们可以不要考虑制造工艺的问题，我们在零部件的设计上可以考虑最优的设计。

第二，我们可以缩短产品开发的周期和降低成本，过去开发一个模具几百万，现在大概几万块钱。另外简化制造提高产品质量与性能，再一个很多难加工的材料，采用3D打印方法可以实现，比如说陶瓷等一些难加工的材料，采用3D打印方法就可以实现。还有一个，促进绿色制造模式，现在我们雾霾很厉害，一个是制造的过程中释放出大量的污染环境的东西，再一个像我们的汽车尾气的排放，比如说我们现在正在研究一个3D打印的项目，汽车尾气的过滤器，过去采用陶瓷过滤器，过滤的最优方法只有用3D打印打印出来。过去传统的铸造，生产过程有噪音、污染，采用3D打印可能就是很干净的一个箱子来去做。所以我们通过3D打印可以把传统制造业的缺点改掉。

改革传统制造模式，这个模式就是个性化的定制，创新的服务模式，将来社会化制造都可以实现，这个我就不展开了。现在社会化制造美国已经出现了，像Shapeways公司，大家可以到网上去看。这是网友参与设计的个性化的东西，这已经社会化制造的雏形出来了。正因为有这样的意义，所以国内外非常重视，来自美国的教授，奥巴马总统也非常重视，开展了一系列的计划。德国、英国、法国也都非常重视。亚洲，最近我们新加坡参加一个会议，他们也采购了我们一些大型的3D打印装备，新加坡光给大学就投入大量的钱来做这个东西，亚洲新加坡很重视。我们中国，从中央到地方也非常重视这种技术，包括青岛这一次我觉得也是非常看重这个技术的。

下面汇报一下我们在用3D打印技术改造和提升传统产业方面做了哪些工作，给大家汇报一下。华中科技大学从1991年开始研发这种技术，1994恩年就诞生了用纸片做的打印机。1996年在武汉建立产业化基地，整个实现了产业化。我们有金属的设备，这是我们整个发展的历程。

目前我们主要是做工业级3D打印装备，我们金属3D打印设备也销售了10余套，出口到英国、新加坡、俄罗斯、巴西、越南等国家，同时为国内外的航空航天企业做了几十万零件的服务。这是我们出口到新加坡非常大的，1.2米的鱼尾狮模具。另外我们帮空客，我们国家的航天系统都做了很多，我们用它来改造提升做航空发动机的机匣。这是西安交通大学采购我们的设备用于生物医疗，做这样网状的结构，进行生物医疗的应用。

我们现在做的设备，目前以材料形态来分有片材，过去我们用纸，现在发展到陶瓷，液态的材料，粉材，粉材主要做塑料的粉材，还有陶瓷，做金属，我们都进行了验证。另外我们还研究对应的3D测量技术，我们把它运用到铸造，比如这是给空客做的，通过设计，不用模具把蜡模很快做出来。企业统计，生产成本节约85%到95%。这是很复杂的，做出蜡模，很快得到铸造件。这是航空航天领域做的很多很多的服务，这是机匣，这种技术的诞生对铸造技术业提出严重的挑战，你怎么整体铸造出来这是一个挑战。

另外做砂型，这是做汽车发动机杠杆，一个星期左右就可以做出来，这是机匣整个做出来进行测量，这是航天上的一些应用。另外工模具，模具这里面冷却流道很快做出来。你也可以跟传统方法结合起来，这样复杂的流道就可以用3D打印方法很容易做出来，把流道可以剖开来看。还应用到飞机的叶片、铸造过程中模具等等一系列。另外把3D打印技术用于陶瓷，对传统的陶瓷业，因为我们中国名字就来源于陶瓷，这是做的大黄鸭，这种陶瓷，碳化硅要做成块用刀具去加工是不可想象的，用3D打印就可以做出来。这是我们做的很多很多的陶瓷件。另外采用3D打印技术，可以结合里面一种材料，外面是另外一种材料，所以做到。另外把一层，在上面可以镀膜，镀一层材料上去。

当然这是我们所做的工作，目前3D打印用的最多的，量最大的就是和传统的产业结合和提升它，但3D打印目前还面临着挑战。一个是3D打印设计的理论和方法不完善，3D打印生物器械的理论方法也没有，3D打印装备精度、成型效率、价格、稳定性也不好。另外材料受限，另外3D打印的各种各样的性能现在还缺乏系列的标准，所以我们还需要更大的努力，3D打印刚起步，还需要大家的共同努力。