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【盘点】世界3D打印大会成果汇 智造领创未来

时间:2016-11-04 08:35 来源:3D打印在线 作者:中国3D打印网 阅读:
       赵雯娜:大家好,我叫赵雯娜,来自于Autodesk中国研发有限公司上海研发公司,我是Autodesk数字制造部门的产品经理,同时也负责我们数字制造部门相关的软件产品的研发团队。非常感谢3D打印组委会的邀请,让我今天有机会站在这里,跟在3D打印制造行业的各个企业还有各位朋友一起交流和分享。我今天的演讲主题是《智造领创未来》,也是Autodesk在近两年提出了一个新的概念,就是我们如何用智能制造去引领创新,在未来创造一片新的世界。

    

    大家现在看到的这两张图不知道能想到什么,左边是棉纺织业的一些布料,右边是非常古老的图片,是在18世纪第一次工业革命期间棉纺织企业工厂的一个图。我实际上是想让大家稍微回顾一下我们整个工业革命的一个历史,在制造业或者在行业的发展里面,是先有需求还是先有产品?需求和产品之间有着内在的相互关联性,消费者有他的需求有会带动相应的企业去生产做一些技术的革新,做一些新产品的研发。有可能像我们现在很多人手里拿的苹果手机这样的产品。他先做了一些产品,反过来去带动整个行业的需求。第一次工业革命的时候,其实棉纺织业是第一个在工业革命里面最先使用蒸汽机……新的工作技术的发展,才会逐渐有像英国、美国、法国这样的国家在那个年代,逐渐的把一些传统的东方国家从经济发展跟工业制造上面拉开了巨大的差距。这里我们看到的是在20世纪初,我们知道有一个汽车企业叫奔驰,20世纪初他的创始人自己发明了第一辆汽车,当时是很新兴的产品。那个时候在英国,这个人是福特公司的创始人,他看到这个汽车的时候,是看到很多大众对他的喜爱和潜在的需求的欲望,所以他是第一个把这种汽车生产流水线引入到汽车生产工艺里面,这样子他就可以大幅度的增加汽车的,大批量的生产。因为这样可以大批量的生产,所以反过来带动了需求,带动了行业的增值。

    我们说的大众化的产品,就像现在看到的这款鞋子,这么多年过去了,一个世纪过去了,我们现在看到的很多传统的制造业,他的这个生产工艺其实并没有发生非常大的改变。为什么,就像我们看到的这些鞋子,不论我今天是在旧金山还是新加坡,或者是泰国、中国,我去耐克的店里面,我看到的鞋子的款式我可以选的东西其实都是一样的。反过来随着互联网的发展,随着人们对物质生活水平的提高,人们对审美的追求,今天我们想要的鞋子可能是这样的一款。它有更多的定制化的需求,它可以是根据我自己的脚的尺寸,它可以是我自己喜欢的颜色,我自己喜欢的一些图文,甚至加上一些我自己想要的结构的属性。同时我们还在追求一些更高品质,更高逼格的产品,意味着他有着更复杂的设计,有更复杂的材料,同时我们都生活在同一个地球,现在的人们的精神高度其实越来越高,在日常生活中我们非常在乎我们做的任何一件事情是否环保,虽然可以定制化更好的产品,但是在他整个使用的过程当中,是否会对这个环境造成更多的污染和材料的浪费。我们怎么样才能得到这样的一款产品呢,3D打印其实给了我们一个答案,就像我们现在看到的小的短的视频一样,其实我们看到能从这个短的视频里面可以看到3D打印有几个非常明显的优势,第一是它跟我的数字文化是直接联系在一起的,第二,它是直接制造的生产方式。第三,也是最重要的一点,3D打印这种技术释放了传统制造工业里面对设计的这种局限性,可以让复杂的设计在这种制造的环节不再成为问题。

    我们说3D打印,我们对这个技术的一些期望或者是承诺是什么?我们希望利用这样子的技术,可以让设计师更加的天马行空,有更好更无所畏惧的设计,可以带来更优质的产品,同时我们希望个性化的定制可以满足更多人个性化的需求。其实越来越多的人都非常的在乎自己的品位是不是可以跟别人是有所区别的,是唯一的,个性化的。同时由于3D打印这种技术,包括硬件、材料的发展,我们希望把这些所有的点结合在一起,可以产生一些品质更好,同时价格更低廉的产品。我们在过去的几年时间内,当我们涉足3D打印这个行业以后,我们可以看到我们跟更多的这个行业里面的企业有合作,他们比我们做一个设计公司更有想法,因为他们是行业内部的,他们在每一个细分领域知道他们面临的问题,他们有着很多好的想法,所以他们会去利用新的技术,在各类行业里面去做创新化的产品。可是当大家都在做这些事情的时候,实际上我们也会感受到,不管是国内国外,对3D打印各种各样的期待。然而现实并没有想象中的那么简单,它依然有非常多的急需解决的问题,才能让它的优势能够更好的去被各行各业利用。

    3D打印是一个很好的技术,我们可以用它做很多事情,但是对3D打印这种技术而言,你可以用它去做一个新的行业,或者去开拓一个新的市场,这都是很简单的一件事情。但是很多人大家会以为,刚接触3D打印的时候,大家首先接触的都是机器,就是3D打印的机器,不管是SLM的还是什么的,你是工业端的还是……都是在硬件的方面。事实其实并不是这样子,很多3D打印的问题其实更多的是软件方面的问题,因为跟机器互联,从设计端到整个生产到前期的准备,……都是非常的碎片化的,是不连贯的。我们看到的是一个非常典型的打印失败的案例,这里的金属打印零件所产生的问题,更多的是当我这个模型设计的时候,我并不是完全为3D打印这种技术去参考他这种技术的特点,对这个设计做了最优化。对于我们而言,我们作为一个软件公司,我们也觉得我们其实是有这样的使命跟一种情怀,我们希望通过由软件公司来发起,我们去带动这个行业的发展,软件硬件还有就是材料三个方面所面临的挑战,可以汇集在一起,一起来解决,形成一个端到端的链。Autodesk本身就是全球领先的二维、三维软件公司,有着非常强大的技术的优势,再到设计文件出来,你到第二步在打印之前……根据打印机的属性,根据材料选择的属性你要进行优化,然后你要验证你的设计是不是用现在的打印技术可以真正的一体化成型,而不是说失败率很高。在打印的过程当中可能零件很小,但是打印的整个盘子很大,你要怎么去排版,更好的去利用材料和效率,最终这个打印过程是不是可以有一些仿真分析,……可以直接应用到具体的,不管你是汽车还是航空航天……整个这个过程里面所有的操作,如果我们有一个一体化的解决方案,实际上我相信对这个行业的发展也会有非常大的加速作用。

    这是一个小视频,……Autodesk的一个新的数字化制造的软件平台。我们可以看到在这样的软件里面,是基于云端的一个产品,现在是一个三维建模的功能,我可以在里面做一些参数化设计,同时可以做一些曲面的设计,也就是说可以把以前的这种建模软件的性能全部集合在一起。同时在这个软件里面有一个很大的好处是,我设计好的文件我直接可以在里面做一些验证,然后在里面做一些3D打印全新的切片,一些修复,一直到我打印的每一层的模拟。当我把这个文件设计好了以后,我们Autodesk还有一款打印的软件是专门针对制造的,给它加一些不同类型的支撑,包括一些新的排版。这里看到的是一个排版的功能,排版的好坏实际上直接会影响到你整个的打印生产工艺的效率。因为从设计到打印的准备,到修复,到最后打印的过程,所有的数据软件之前是互通的。还有非常重要的一点就是说很多时候我们认为我们前期对文件的处理,对文件的修复,包括加支撑,包括排版已经做好了,但实际上当我真正打印的时候,打印出来的物体依然有一些断裂、破损,变形。如果在打印之前有一个仿真模拟的功能,在打印之前可以对我设计的文件根据我现在打印的技术做一些仿真模拟,去验证它是不是在打印的过程当中,某个地方会产生断裂,变形,或者是它的支撑不够强。然后我真的去做这个打印操作之前,提前对我的文件进行一些调整,再进行不断的迭代,这样我真正的在制造工艺中一次完成。我的废品率,我的打印整个生产效率会极大的提高。往往都是需要做好零部件,还是需要后期处理,尤其是高端工业的话还是不能完全达到这样的一个要求,所以如果说我们有一个解决方案,可以从增材制造到减材制造,把两部分的工艺结合在一起,对行业也是很大的提升。就像这里的零部件,左边是用3D打印一体化成型,右边最终的零部件我对它的支撑部分做了去除,上面和下面做了一些打磨,这些其实是减材制造的工艺,这个也是增材和减材制造两项结合的一个成功的案例。前面说的都是打印的工艺部分,实际上Autodesk在数字方面,我们是一个设计软件的公司,所以我们公司实际上非常强大的地方,技术优势在于他的设计的部分。那么我们对于这个结合3D打印增材制造的优势,实际上我们推出了一款叫做衍生式设计的解决方案。这是一个什么概念,实际上是利用仿生学,就像人的骨骼的增长,就是人的自然形态的一个行为,我们去利用仿生学这样的一个原理,研发出了一款由计算机进行设计的软件。我们这里看到的一个摩托车,然后他的这个主体部件就是用我们的这种方式设计出来的,他的主体零部件实际上比他这款车原来的用传统工艺制造的零部件轻了,但是他的动力却足以拉动一辆跑车。这样的设计不仅美观,很有创意,看起来就是说很有设计感,同时它也是轻量化,他的性能一点都没有损耗,这也是未来的一种趋势。这种衍生式设计跟3D打印技术的结合,我觉得在各行各业也是有非常大应用的一个技术。

    就像互联网现在逐渐的深入到每一个人的生活当中,随着大家对3D打印的宣传跟认知,我们也会看到3D打印这项技术逐渐的会对整个制造业产生越来越多的影响。这个是Autodesk公司跟空客公司的合作项目,我们是想要跟空客集团做飞机,然后对整个的设计做一些轻量化的尝试,我们在不同的地方都有不同的零部件去做这方面的尝试。第一个成功的案例是飞机机舱里面的,利用仿生学后靠背板的轻量化的设计,然后结合一种新的金属材料打印。他的重量比原来用传统工艺的后背板的设计整整轻了45%,空客公司做了一个计算,如果他的所有的A320的机型上,这个零部件全部采用新的,用衍生设计,一年下来,他们对环境的贡献,他们可以减少46.5万吨的二氧化碳的排量,这是一个非常有意义的举动。这个零部件也是首次把3D打印技术运用在飞机机舱里面的零部件制造的一个案例。第二个案例是一个现在非常流行的高端的这种鞋子的品牌叫underarmour……UA这个公司因为他们是专门针对这个运动员去做这种高强度的训练,他们也有一个需求,他们希望他们的鞋子更加轻量化,同时他的性能更好,所以他们找到了Autodesk。然后我们公司跟他们一起,还是利用了我们衍生设计的技术,因为我们这个衍生设计是说我作为一个用户,我知道我最终想要的一个目标是什么,我会把我的一些需求,比如说我希望这个鞋子鞋底的重量是多少,我希望运动员训练的时候,脚步做一些大幅度的运动的时候,它能承受的强度是多少,回弹力是多少,……生成一个数学模型,然后根据这个数学模型他会通过云计算的方式,利用云计算强大的能力,帮我计算出像这个鞋子是有10000个设计。然后我去根据10000个设计里面,去选择各方面条件最符合我的最优的设计,制造出来这款鞋子。这款鞋子现在有96双在全球限量销售,现在已经全部卖完了,大概他的售价是300美金。实际上你有幸可以买到这双鞋子的话,你穿的就是经过两年研发的高科技的产品。在上海,国家会展中心有一个工博会,到时候去展示我们整个在数字制造领域的一个全新解决方案,这款鞋子的实物到时候会在现场展示,大家如果有兴趣也可以过去看一下。

    这些就是我今天分享的部分,谢谢大家。 

(责任编辑:admin)

weixin
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