对话共享装备:从铸造业转身3D打印,实现3D打印产业化应用 

3D打印新闻 /[访谈]
2021-12-14 22:18
国家一直在鼓励传统产业进行转型升级,我们也一直在强调已经有很多传统企业结合自己的优势切入到3D打印中来,这次资源库就带大家一起了解铸造行业中的领军企业 - 共享装备股份有限公司(以下简称“共享装备”)如何从铸造业转型升级,聚焦3D打印行业,实现铸造3D打印产业化应用的国内首创,并在宁夏银川建成世界首个万吨级铸造3D打印智能工厂。
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共享装备始建于1966年,是一家传统的铸造企业,公司在2012年提出“数字化(智能化)引领,创新驱动,绿色制造,效率倍增”的转型升级方针,明确向“技术创新型企业”和“数字化企业”转变的目标。经过10年的努力,攻克了铸造3D打印材料、工艺、软件、设备等技术难题,走向了铸造3D打印产业化应用的道路,改变传统铸造的生产方式,助推传统铸造实现绿色智能转型发展。

这次我们有机会采访到了共享装备3D打印事业部3D打印工坊主任 – 张璐,通过和她的交谈,我们知道了共享装备是如何进行转型升级又是如何开展铸造3D打印技术的应用领域,最后她还和我们分享了铸造3D打印在文创领域接下来的发展方向。
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资源库也希望借助这次采访,让大家明白这样一个事实,3D打印虽然是一项新技术,但是它涉及到不同的领域,就算是传统企业,也有机会和3D打印接轨,只要愿意尝试,我们都可以完成对自己的蜕变。以下是这次的访谈记录,由资源库编辑整理。

资源库:请问共享装备作为传统的铸造企业,为什么选择转型3D打印,又取得了哪些成绩?

张璐:中国的铸造业产量位列世界第一,铸造企业也有2万多家,但中国是铸造大国,却不是铸造强国。整体的铸造产业存在生产环境差,劳动强度大,效率低,产品质量不高,还有环境污染等问题,这些都是制约产业发展的瓶颈,所以我们一直在寻找方法进行突破,最终确定使用3D打印这个技术为抓手来实现绿色智能发展。

公司从2008年就开始积极的做一些转型升级的探索,从转变思想认识入手,凝聚了企业系统推进转型升级的共识,到2012年提出了具体转型升级的方针和目标,也是在这个时候公司开始注重研发,注重新技术的积累,通过调研发现了3D打印这个技术,在多方对比后,觉得3D打印符合未来的发展方向。

围绕铸造3D打印产业化应用,陆续组建了300余人的团队,累计投入20多亿元,采用“互联网+项目”的协同研发模式,主攻铸造3D打印、机器人、智能单元等智能铸造关键软硬件技术,已成功完成了铸造3D打印设备、AGV、热法再生设备、工业微波烘干设备、全流程虚拟制造、智能单元、云网关等30余项关键软硬件的项目研发。

团队攻克了铸造3D打印材料、工艺、软件、设备及集成等技术难题,研制工业级铸造3D打印设备。已累计研发十款铸造3D打印设备,为行业提供5万余吨3D打印砂型,3万余吨铸件。

资源库:共享除了在铸造领域应用3D打印技术,在其他领域都做了哪些努力和探索?


张璐:除了在铸造领域应用3D打印技术,我们还在建筑装饰、雕塑、地形沙盘模型等各类领域进行探索。主要要解决的是材料问题。目前的3D打印材料能否应用在这些领域。

所以我们在材料和工艺上做了很多的探索,并最终形成了自己的一个标准。从材料上,砂型打印技术直接打印出来的零件强度太低,可能使用一段时间就溃散了,没法满足在建筑装饰、雕塑上面的应用,我们通过几十种不同的后处理工艺和材料的测试筛选,对标建筑行业对水泥制品的标准,进行长达两年的检测,最终形成了具有自主知识产权的后处理工艺和材料,使产品的耐久性、耐老化耐热性,重金属含量,室内检测等各类指标满足市场需求。从工艺上来说,我们需要弄清楚产品零件的大小、结构、安装工艺等,来满足最终顾客的使用要求。
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资源库: 目前文创砂型3D打印的应用场景都有哪些?相对传统工艺又有什么优势?


张璐:主要应用在室内外雕塑和文物复制等领域,比如室内、室外浮雕、圆雕,人物雕塑,佛像等工艺品雕塑,地形沙盘这些,有比较稳定的订单,最近几年都是以每年翻翻的速度在增长。
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我们都知道传统的雕塑或者建筑装饰大多数是通过石材加工或者开模具制作,加工时间长,材料浪费大,加工过程中污染也比较大;同时生产受限于工匠,是典型的劳动密集型产业。

如果拿3D打印技术和传统工艺来对比,我觉得有以下几个明显的优势。

第一点:更环保,3D打印属于定制化增材制造,这其中的材料浪费是极少的,而且我们可以按需生产,没有库存。
第二点:效率高,3D打印取消了传统雕塑生产中模具制造和翻模的工艺,可以直接打印成品;我们现在用的3DP砂型打印设备是通过面成型,一天一台设备可以打1到2吨的材料,然后结合完善的后处理技术,我们一周就可以交付一吨左右的雕塑产品。
第三点:成本低,通过3DP砂型打印的材料比石材或者水泥的密度更低,这样就在包装运输和安装吊运等多方面都可以减少开支。
第四点:精度高,3D打印具有更高的设计自由度,可以根据具体的工况来设计不同的挂接拼装,安装误差往往可以控制在几个mm以内,而传统的工艺却往往误差是几个cm。
第五点:性能好,我们自主研发的材料已经通过了国标对建筑外墙非承重结构的检测要求,包括耐久性,燃烧性,抗压抗冲击等性能。通过我们的实验测试结果,3D打印的室外装饰可以使用30年,是不会有质量问题的。

资源库:能不能和我们分享几个比较典型的3D打印文创应用案例?

张璐:先和大家分享一个我们在新疆的案例,位于新疆乌鲁木齐的福寿园大门浮雕项目,是3DP技术首次在户外应用的成功案例。
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在这个项目中,客户选用3DP技术制作大门上所有浮雕部分,共计112平方米,传统工艺做这个大型浮雕,需聘请高水平的水泥直塑大师,高空作业一个多月,费用高,安全风险高,况且很难百分百还原设计师意图。而通过3DP技术打印无需开模,成本更低,建设周期更短。同时浮雕构建强度高,堪比C30混凝土,绿色环保,耐候性强,老化实验30年。也是通过这个尝试外界知道了3DP 砂型打印技术,慢慢就有很多客户主动联系到我们。

接着要分享的是西藏的羊八井隧道景观装饰构件案例,它验证了我们材料在极端环境下的可行性,在零下50°的极寒天气下也完全没有问题,这个案例让我们的客户看到了3DP技术的可靠性。事实上在这个案例中,客户之前是通过传统的工艺制作了2套模型,并且前后历时2个多月去组装,最后还是因为安装的误差太大而放弃。

在选择3D打印后,我们提前在电脑中进行了规划,再通过打印出事物,到现场进行高精度的安装,整体的安装方式为挂装。首先为构件预留安装孔;其次进行金属构件的连接,通过铆固、焊接使构件与基础墙面固定连接;最后修缝,使用填缝胶、真石漆让装饰构件与隧道紧密贴合,整个安装只花了10多天就完成了。
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每组高度11米,宽度20米,展开面积300㎡,共计10吨重。

资源库:共享3D打印工坊的未来规划是什么?

张璐:目前还是定位在文化创意领域能够实现大量生产同等成本的3D打印定制产品。接下来还是继续努力做市场的推广,希望在每一个3D打印人的共同努力下,让3D打印能走进千家万户,不再那么遥不可及。

在当今的世界,没有哪个企业是一成不变的,都是在时代中不断的改进创新,与时俱进才,所以也就没有传统企业或者现代企业之分。

3D打印作为一种现代工具,也必将发挥它的优势,从产品测试打样,到小批量定制,还有最终的批量化生产。这是一个过程,我们都走在这条路上,作为领路人,把3D打印应用产业化,带进我们的生活。
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