眾所周知,3D打印和智能機器人已經不是一個陌生的話題。作為最流行的兩個科技名詞,它們已經成為當今世界科技發展的重要方向,有可能改變全球制造業的格局。提到3D打印技術,字面意思就是立體打印,使用粉末、金屬、陶瓷、塑料等不同的原材料,基于三維設計圖形的數據,將數據轉化為實物的快速生產技術。智能機器人,顧名思義,有一個發達的“大腦”,可以思考,可以反應,是一個獨特的可以自我控制的“生命體”。用機器人代替人工已經成為未來制造業發展的必然趨勢。3D打印和智能機器人已經被越來越多的人關注和接受。
目前,“用工荒”正在困擾著中國的企業。隨著勞動力成本的增加,中國之前的“人口優勢”政策消失了,企業的競爭優勢——廉價勞動力消失了。很多企業轉型了,勞動力不得不依靠智能機器人來替代和補充,成為制造業快速發展的“催化劑”。目前,智能機器人在我國主要應用于模具生產、機械制造加工、零部件制造等領域。這些過程包括研磨、處理和拋光。未來幾年,智能機器人將迎來發展的黃金時代。
關于3D打印是近年來比較流行的概念,也是時代發展的必然產物,但并不是什么新技術。早在上世紀七八十年代,我國許多高校和科研院所就開始研究它,當時的專業術語叫“快速制造”和“增材制造”。雖然3D打印在機械制造加工方面相對于傳統制造技術有一定的優勢,比如制造周期短,零件復雜等。但是,從目前3D打印的流程來看,存在一些弊端。很多了解和看過3D打印機工作過程的人都知道,3D打印的過程就是一層一層堆疊材料的過程。想象一下,不同的材料,不同類型的零件,每一層都需要不同的工藝參數。當打印過程中出現問題時,系統無法自行識別和處理, 并且會出現一系列意想不到的問題。因此,3D打印技術需要進一步完善,我們的任務任重道遠。
大家對智能機器人和3D打印應用都有一定的了解。有沒有想過,如果把3D打印技術和智能機器人結合起來,發揮各自的優勢,它會有巨大的力量,可以無所不用其極地顛覆未來的制造業,真正推動“第三次工業革命”的到來?事實上,目前國內外已有不少企業發現了這一“寶藏”,并大力推廣應用。
目前,3D打印的智能化并不遙遠。你可以想象一下,如果3D打印全過程無人參與,它可以隨時調整自己的工藝參數,識別并正確判斷系統的異常反應,像機器人一樣擁有可控的行為,提高零件的打印精度,那么3D打印就可以加速其在制造業領域的普及。據了解,國產機器人R&D和制造業巨頭——沈陽宋新機器人自動化有限公司公司早在2004年就已經涉足3D打印行業,致力于推動3D打印的智能化技術。2013年已開發出同軸智能隨動送絲送粉熔覆專利技術,進而開發出智能復合金屬3D打印機,用于航空、航天、汽車等領域模具的快速成型制造。
另外,雖然目前3D打印已經無所不能,但是在打印過程中消耗了大量的人力。比如打印出零件后,還得手工打磨、鉆孔、修整,仍然耗費大量人力物力,成為3D打印和自動化生產的一大障礙。智能家電供應商IRobot似乎解決了這個問題,并申請了一項名為“全自動機器人3D打印機”的專利,無需人力即可打印零件。據了解,這臺3D打印機有兩個六軸機械臂(主和從),負責在生產過程中執行特定任務。主機械臂的主要用途是支撐正在被FDM工藝或擠壓機打印的零件,然后讓它們在不同的工具頭之間移動(負責磨削、鉆孔等工藝);輔助機器人臂可以幫助拾取和排列這些零件, 壓力測試硬件和附加線路,并與主臂協調以調整這些部件的放置方向。
目前,智能制造已經成為新一輪的國際爭論。具有學習和控制能力的3D打印機不再是幻想。“機器制造機器”是制造業發展的必然趨勢。3D打印機與智能機器人的結合,將在一定程度上改變國內的制造業格局,創造一種全新的商業模式。