昆山博力邁王運(yùn)贛：塑料、陶瓷材料在汽車制造的發(fā)展

AMCC2018杭州大會(huì)的高峰論壇，“汽車工業(yè)增材制造發(fā)展論壇”。南極熊3D打印網(wǎng)小編現(xiàn)場(chǎng)聆聽了專家們的演講。下面是現(xiàn)場(chǎng)速記的文字記錄。

昆山博力邁三維打印科技有限公司董事長(zhǎng)王運(yùn)贛。

王運(yùn)贛：很抱歉，最近這一二十年我跟汽車行業(yè)不大有關(guān)系，但是在二十年前開始做3D打印的時(shí)候，在90年代開始做3D打印的時(shí)候，應(yīng)用首先是汽車行業(yè)，特別是中國(guó)的汽車行業(yè)。那個(gè)時(shí)候中國(guó)剛剛開始接觸3D打印，各方面條件很差，從3D打印設(shè)備到材料都非常差。最后我們?cè)?0年代的時(shí)候找到了一個(gè)最便宜的方法，就是用紙疊起來(lái)的辦法，那時(shí)候用這個(gè)辦法代替木模，在一汽、二汽以及摩托車行業(yè)里面，那個(gè)時(shí)候大量推廣了這個(gè)辦法。但是現(xiàn)在二十幾年過(guò)去了以后，汽車行業(yè)應(yīng)用3D打印已經(jīng)有很大的發(fā)展，但是很抱歉，這么多年我搞了別的行業(yè)。所以今天讓我在汽車行業(yè)的應(yīng)用，其實(shí)是勉為其難的。
車工業(yè)發(fā)展非�？欤�市場(chǎng)上也有預(yù)測(cè)，其中零部件增材制造用途是非常大的，熱度也非常驚人，大家都是行家，我就不多說(shuō)了。當(dāng)然汽車制造業(yè)當(dāng)中，零件里頭用的一個(gè)很明顯的SLM金屬件已經(jīng)很成熟了，所以我今天報(bào)告當(dāng)中不想談這一點(diǎn)，因?yàn)樽罱�這一二十年我也沒有搞金屬打印。在十幾年前我們搞過(guò)這個(gè)，當(dāng)時(shí)我們覺得金屬3D打印成本太高，效率太低，所以后來(lái)沒有怎么發(fā)展，但是這二十年發(fā)展非常快，應(yīng)用非常好。
   
我今天主要想談?wù)勊芰细�陶瓷材料給3D打印發(fā)展帶來(lái)汽車制造上面的發(fā)展。
   
第一，F(xiàn)DM3D打印，F(xiàn)DM3D打印出現(xiàn)的很高，但是過(guò)去我們認(rèn)為最大的缺點(diǎn)是精度不夠，但是最近這幾年時(shí)間里頭，F(xiàn)DM3D打印發(fā)展非�？欤�發(fā)展快的一個(gè)原因主要是材料，不知道我的看法對(duì)不對(duì)，按照F42國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)在分為七大類，在七大類當(dāng)中我認(rèn)為FDM是目前來(lái)說(shuō)能夠用的材料最多的一種，也是最便宜的一種，所以在汽車上的用途也是非常廣泛的。剛才幾位報(bào)告都提到了，特別是在打印高強(qiáng)度的塑料件，過(guò)去我們打印的一般是ABS，也有味道，但是現(xiàn)在出現(xiàn)的高強(qiáng)度塑料線材非常多，除了聚乳酸強(qiáng)度也非常好，包括PC、尼龍、PPSU、PPEK，大大擴(kuò)大了FDM的使用范圍。
   
（PPT圖示）這個(gè)大家都舉例了，我也感到非常高興，用它的材料跟國(guó)外合作，能夠作出這樣的電動(dòng)汽車來(lái)，成本大大縮減，制造時(shí)間也大大縮短，這是非常典型的一個(gè)例子。
   
我們用PC材料設(shè)計(jì)了一個(gè)很小的千斤頂，這個(gè)千斤頂可以在換臺(tái)的時(shí)候把汽車頂起來(lái)。這就證明PC通過(guò)FDM打印可以得到很高的強(qiáng)度。
   
（PPT圖示）這是國(guó)外舉的例子，碳纖維使用以后做的一些零件，使得大大增強(qiáng)了。根據(jù)國(guó)外的報(bào)告，如果用長(zhǎng)纖維跟尼龍材料混合兩個(gè)頭打的話，強(qiáng)度可以比普通塑料提高24倍，這是非常驚人的一個(gè)數(shù)據(jù)，我想這對(duì)于汽車的發(fā)展是一個(gè)很大的影響。當(dāng)然，如果我們產(chǎn)生了高強(qiáng)度的材料，我們的線材也要改變�，F(xiàn)在有專家提出一個(gè)概念，叫做制造改變?cè)O(shè)計(jì)，這個(gè)理念提的非常好，過(guò)去一些難制造的東西，你的設(shè)計(jì)受到制造工藝很大的影響，這不能設(shè)計(jì)，那也不能設(shè)計(jì)，現(xiàn)在是制造改變?cè)O(shè)計(jì)了，很多設(shè)計(jì)過(guò)去不能做的零件，包括中空復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在都可以做了。

后來(lái)我又補(bǔ)充了一個(gè)理念，我說(shuō)材料改變制造。因?yàn)楝F(xiàn)在各種各樣材料的出現(xiàn)，使得快速成形機(jī)或者3D打印機(jī)、增材打印機(jī)發(fā)生很大的變化。我老堅(jiān)持一個(gè)觀念，不應(yīng)該材料去適應(yīng)3D打印，而應(yīng)該3D打印適應(yīng)材料。所以現(xiàn)在材料是無(wú)奇不有，發(fā)展非常快。第二3D打印也要跟上形勢(shì)，加以改變，現(xiàn)在FDM打印機(jī)如果能打印高強(qiáng)度材料它要有三個(gè)材料：第一，必須是工業(yè)打印機(jī)。第二是噴嘴，噴嘴溫度必須達(dá)到400度。保溫的溫度也要很高，要求在工件保溫區(qū)達(dá)到90度以上，如果機(jī)器達(dá)不到這個(gè)條件沒有辦法實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度的打印。
   
（PPT圖示）這是我們公司為了達(dá)到400度的噴嘴有很多種辦法，我們發(fā)明了一種打印頭，我們叫做高溫陶瓷打印機(jī)，噴嘴這里400度，用手摸都可以，不需要任何冷卻裝置，我們還采取了增材隨動(dòng)保溫。
   
舉一個(gè)例子，F(xiàn)DM另外一個(gè)用途，就是打印低成本的冷卻道，過(guò)現(xiàn)在要搞隨型冷卻道，可以使產(chǎn)量和質(zhì)量明顯提高。但是現(xiàn)在如果用SLM機(jī)器打印隨型冷卻道價(jià)格太貴，機(jī)器進(jìn)口的，400萬(wàn)一臺(tái)，據(jù)說(shuō)上海一個(gè)廠進(jìn)了八臺(tái)，說(shuō)明需求很大，特別是國(guó)外的柱狀模，一定要隨型冷卻道。國(guó)內(nèi)的用戶用不起，因?yàn)闄C(jī)器太貴，材料現(xiàn)在多半還是進(jìn)口的材料，幾千塊錢一公斤。所以如果還是用SLM這個(gè)辦法打隨型冷卻道，雖然是有效的，但是成本很高。所以現(xiàn)在出現(xiàn)了用線材料打印，這是適應(yīng)塑料的粉和金屬粉混合以后打印的隨型冷卻道橡塊，成本會(huì)大大下降。這個(gè)在廣東地區(qū)已經(jīng)開使用了，效果還是很好的，所以在汽車零件制造當(dāng)中離不開注塑模。
   
再一個(gè)是用3D打印代替?zhèn)鹘y(tǒng)的失蠟鑄造，這是一個(gè)最傳統(tǒng)的鑄造方法，首先要做一個(gè)鋁合金的軋膜，然后把蠟灌進(jìn)去，變成了一個(gè)蠟型心，然后焊接成塑，最后在外面掛漿、燒結(jié)。這是一個(gè)傳統(tǒng)的過(guò)程。
   
（PPT圖示）這是打模具、加蠟，然后做成蠟?zāi)�，做成蠟�(zāi)Ｋ芎附悠饋?lái)，然后再把蠟化掉進(jìn)行澆鑄。這樣的時(shí)間周期非常長(zhǎng)，而且污染非常厲害，最近我到幾個(gè)廠看，光打蠟的工序就有40個(gè)女孩子在修蠟型的飛邊，味道非常大。我估計(jì)都是農(nóng)村的女孩子，我開玩笑說(shuō)，如果城里的女孩子一個(gè)月出2萬(wàn)塊她都不會(huì)干。我相信在汽車工業(yè)當(dāng)中，很多都是用這種制造方法。
   
如何取代這個(gè)辦法？現(xiàn)在3D打印找出了一些例子，制造協(xié)會(huì)發(fā)了2018到2028綠色智能制造發(fā)展路線圖，一共提出了23個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。我統(tǒng)計(jì)了一下，前面11個(gè)關(guān)鍵技術(shù)全是增材制造、3D打印，就包含了下面幾個(gè)，如果我們用SLA打印蠟?zāi)６挤浅３晒�，已�?jīng)非常成熟了。
   
（PPT圖示）第四個(gè)例子，金屬件如何用陶瓷型來(lái)鑄造。陶瓷型是用3D打印的，現(xiàn)在大家看到的這張圖就是陶瓷打印鑄型的過(guò)程。首先噴一種漿料，這個(gè)漿料由陶瓷粉體或者單體交鏈劑組成的，這個(gè)漿料是用光敏樹脂和陶瓷漿料混合而成的，我們就用激光照射這個(gè)漿料，這樣就形成了固化的配件，經(jīng)過(guò)燒結(jié)就可以變成真正的陶瓷件。還有一個(gè)辦法是用DLP的辦法，也可以達(dá)到這個(gè)效果。
   
（PPT圖示）這是我們公司生產(chǎn)的陶瓷3D打印機(jī)，我們采用了激光掃描固化的辦法，這個(gè)機(jī)器現(xiàn)在有4個(gè)型號(hào)，200、150、100等等四種不同的。這個(gè)機(jī)器現(xiàn)在用的比較好，但是進(jìn)口的陶瓷打印機(jī)價(jià)格很貴，一臺(tái)機(jī)器大概400萬(wàn)人民幣，我們國(guó)產(chǎn)的價(jià)格就比這個(gè)價(jià)格大大降低了。
   
（PPT圖示）這是用激光固化的辦法打出來(lái)的陶瓷型殼，通過(guò)這個(gè)型殼經(jīng)過(guò)焙燒以后直接可以澆鑄，原來(lái)傳統(tǒng)的蠟?zāi)９ば蚪y(tǒng)統(tǒng)沒有了。如果這個(gè)技術(shù)能夠普遍推廣到鑄造行業(yè)，包括汽車制造行業(yè)鑄造當(dāng)中將會(huì)產(chǎn)生很大的影響。最近我到連云港一個(gè)廠，做精密鑄件的一個(gè)廠，他們現(xiàn)在已經(jīng)建立了3D打印的鑄造車間、實(shí)驗(yàn)車間，按照它的產(chǎn)能算這種小型陶瓷打印機(jī)要達(dá)到的產(chǎn)能需要1000臺(tái)。
   
就是剛才說(shuō)的那些技術(shù)的發(fā)展，特別是高強(qiáng)度塑料的發(fā)展，高強(qiáng)度陶瓷材料的發(fā)展，使得汽車金屬件和塑料件制造周期和產(chǎn)品開發(fā)周期大大縮短，所以這對(duì)于汽車的發(fā)展是非常有利的。
   
也許講了很多外行話，對(duì)不起，謝謝。

主持人：非常感謝王總精彩的發(fā)言，他在材料端3D打印的理解有非常深的體驗(yàn)和理解。剛才他說(shuō)的很多東西，都是從技術(shù)點(diǎn)面上去貼近傳統(tǒng)制造的一些痛點(diǎn)和弱勢(shì)，他介紹了在整合大產(chǎn)業(yè)環(huán)境里面的未來(lái)，以及和汽車相關(guān)及汽車之外應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用場(chǎng)景。非常精彩。