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网易财经智库《追光》专访李广生:未来人类移民火星,第一个搬上去的一定是3D打印机

作者: 镭明激光

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时间:2022-11-23

鑫精合公司创始人、总经理李广生参与录制网易财经智库特别策划栏目《追光》,以下为整理版文稿:

3D打印机

国产3D打印技术已经赶超德国

3D打印技术起源于德国,这些年我们一直在追赶。随着中国金属3D打印服务市场越来越大,客户对金属3D打印机的需求也越来越不一样,有的需要大,有的需要高。面对不同的需求,德国供应商提供装备的反应速度很慢,而且装备远远不能满足要求,所以我们开始自己研发。从2016年第一台原型机到现在,我们已经迭代多次。现在研发的最大产品和型号,已经超越国外的尺寸和打印效率。尺寸的背后凝结着很多东西。例如大尺寸的整个器械系统和传统不同,它要承载更大的力和扭矩,要解决多激光的拼接问题,解决打印过程中的风场问题,还要涉及到应力的问题。所以单纯的一个“大”,凝结着多种技术问题,它们都要被解决、攻关和超越。相比德国进口3D打印机,国产设备至少能为企业节省50%的成本。如果把全中国的3D打印加起来,能节省百亿元。2018年、2019年的时候,进口设备占到整个金属3D打印机市场的70%—90%,现在它们所占市场份额10%都不到,国产3D打印机在国内市场已经很强势。国外了解到我们中国3D打印行业的装备能力现状之后,他们也会到中国采买他们需要的装备。我们也逐渐走出海外,把设备卖到德国去。

3D打印已经在日常生活大量应用

很多人认为3D打印离普通人的生活较远,但实际上日常生活中的应用场景很多,例如化妆品外包装的塑料壳,有可能使用的是注塑工艺。注塑工艺里面有一个模具,原来传统的工艺是阴模和阳模模具。假设该模具生产效率是每分钟两三个,如果用3D打印随形水路技术生产的形芯代替它里面的阴模阳模里面的器具,它冷却的效率就会提高很多。因为在注塑的过程当中,生产效率决定于冷却的速度,我把几百度已经烧软的塑料注入模具里,要等模具凉下来,把塑料壳取下来,再进行下一步骤。传统的冷却就是一个直径的水道,3D打印可以做成一个螺旋式的水道,这样冷却面积加大了,冷却的速度就会加快。这种螺旋式水道传统工艺做不了,但3D打印轻而易举就能实现。但这些老百姓很难看到,买一辆车我并不需要知道哪个空调件、塑料件是3D打印模具做的,我也不需要知道汽车方向盘转向器是通过什么方式压铸的。但其实3D打印已经和老百姓的生活息息相关。

未来人类移民火星,第一个搬上去的一定是3D打印

在民用航空航天领域,3D打印技术的应用也很多,因为3D打印能帮助产品轻量化。现在大部分工业产品还是在地面使用,不太重视轻量化。但是产品一旦上天后,如果能节约1公斤的结构重量,又能保证原有的结构性能,意义是很大的,这是最初的应用思路。在深入了解后我们发现,我们能通过实现一些特殊结构,把它的机构和运动系统做得更好,除了轻量化,又有特殊的功能性。民用航空航天的产品还有一个特点就是超级复杂,所以成本很贵,但3D打印的一体化制造,把原来很贵的东西化繁为简,成本就下来了。基于这几方面的原因,现在民用航空航天方面,包括火箭、发动机,大量使用3D打印,需求很旺盛。国际上很早就有人提出要把3D打印搬到太空当中去,未来人类移民火星,第一个搬上去的一定是3D打印机,把它作为一个母机,生产其他在移民过程中需要打印的零件。3D打印做的医疗材料,其性能也比传统工艺更好。传统工艺也能制作这些医疗材料,原来的椎间融合器是一个小金属实心块,它的弹性模量与人体的骨骼不同。弹性模量过强会让人体周边的骨骼退化,过弱又怕它承受不住,所以很难找到一种合适的材料。而3D打印的材料是可设计的。例如我把钛合金中间打上镂空的结构,它整体的弹性模量和密度,整体的受力性能就变成了一种新的材料,我总能调节出一种与人体骨骼类似的一种椎间融合器。通过调节它的结构、孔隙率来实现它整体的性能,这就是3D打印的优点。

传统的工艺不管是锻造机加还是铸造都很难完成这种结构,而3D打印就能解决这个问题。例如3D打印的胯关节材料有镂空结构,血肉都可以长进去,和人体有更好的结合。传统的工艺从成本、性能方面都比不过3D打印,例如种植牙体原来都是铸造的,现在3D打印的成本是它的一半,大家都会选用3D打印的产品。并且,3D打印可以很经济地个性化生产。就像咱们买鞋,原来是41、42、43,你选一个差不多能穿的鞋号就可以。尺码不是那么精确。但是对器官来说,它也分大中小号让你选,就不是那么合适。3D打印可以个性化设置,就好像买鞋的时候你可以选择42.1码,或者是更精确的,42.123码。牙更是如此,如果不是你的精确型号,而是分大中小号,你连安装都安装不上去,即使能安装,你的上下牙也咬合不了。3D打印在这种个性化生产方面,能发挥很大的作用。还有自行车的车座,可以根据你的人体工学进行二次设计,包括飞行员操控的飞机手柄也都可以打印。很多地方都开始做这种个性化尝试,这是一个重大的应用点。

 

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