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    铸造3D打印从受制于人到世界领跑

      发布时间:2019-05-10 16:28

      “我国传统铸造行业以手工劳动为主,通俗地形容就是傻大黑粗。我在维修车间待了9年,心里一直有个梦想我们的工作环境能得到改善。”

      说线岁的他是宁夏共享集团股份有限公司(以下简称共享集团)产业创新中心副总经理、智能制造研究院院长。

      让铸造工人穿着白大褂在空调环境面地工作,这是所有共享人自上世纪90年代以来就挂念着的事。集团聚焦行业转型升级痛点,投入10多亿元主攻铸造3D打印产业化应用技术及智能工厂建设,实现国内首创后,综合集成技术领跑世界。

      前几天,《大国重器》第二季在央视热播,共享集团的铸造用砂芯3D打印机也在其中亮相。这部纪录片展望了我国装备制造业的发展前景,而共享人的“铸造梦”,也在继续。

      14台5米多高的铸造3D打印产业化机型整齐摆放,除了机器运转声,再无其他轰鸣;除了几位工作人员在操作板前监测,一两台机器人来回穿梭运送货物,再无其他身影。

      铸造是装备制造业的基础产业,我国铸造产量连续16年稳居世界第一,是名副其实的铸造大国。然而,传统的铸造设备以混砂机为主,劳动强度大,效率低。最让人糟心的是工作环境恶劣,工人经常白脸进去,黑脸出来,时间久了,一线技术人员流失严重。

      搞了30多年铸造的公司董事长彭凡,一直在寻思怎样让这个行业翻身。2012年,当他在德国看到铸造3D打印实验室设备的时候,他意识到,如果把这项技术用好了,将是一件颠覆行业的事。

      什么是3D打印?“其实就是分层叠加技术,是一个从三维降到二维、再升到三维的过程。”刘轶说,这项技术首先利用切片软件将实体沿高度方向切成薄层,这个步骤可近似看成,一个平面一层一层进行打印,再叠加起来形成立体。3D打印技术在铸造领域有一个分支,名叫3DP,目前在业内生产效率最高,成本相对较低,最易于产业化推广。

      “以前做一个铸件,必须先做出一模一样的模型,做完得两个月。”刘轶说,而铸造3D打印没有模型,直接将阴膜打印出来,再浇上铁水或钢水即可。铸件也不需要人工组配,一周左右就能做出成品。

      锁定铸造3D打印技术后,彭凡立即投资近亿元购买了一台德国产的打印机,组织一支50人的团队从“点”上突破,样机实验工作正式开始。

      一天,机器在打印过程中突发故障,工作箱无法打开,直接“”。与德国供应商取得联系后,对方提出要求:收费从工程师上飞机的那一刻开始计算,每小时165欧元。

      一星期后,工程师终于抵达银川,但没等旧问题得到解决,新问题又出现了。共享集团反馈这一情况时,对方竟然摇头,理由是他只负责解决先前的故障,新故障必须重走程序。

      这种情形之后屡次上演,于是在2013年,彭凡决定专门解决受制于人的技术问题。刘轶就是此时被委以重任,主抓材料、工艺、软硬件等全面研发工作。

      历经两年多探索与研究,当样机喷出墨的刹那,大伙兴奋地跳了起来他们造出了国内第一台也是世界上效率最高的铸造3D打印样机,德方技术存在的诸多问题均被改进。

      以发动机气缸盖铸件为例。原先用金属模具得做近20个砂型零件,需要一个高技能工精密组装出来,是一个高级技工培训半年才能干的工作。而采用3D打印技术一次就能打印完成,误差也从原来的1毫米降到了0.3毫米,生产效率提高约35倍,成品率提高了20%30%。

      铸件生产由复杂变得简单,传统的铸造生产方式则由“黑色”变为“绿色”。随着生产实现零排放,以前的翻砂车间摇身一变成了空调工厂,彻底颠覆以手工为主的多品种小批量砂型铸造生产方式。

      “我的目标是产业化升级,用三部曲形容是不够的,目前来看是五部曲。”彭凡笑了起来。

      继关键软硬件技术实现“点”上突破之后,他们决定在“线”上集成,实践智能生产单元应用。共享集团根据铸造工艺流程,创新性地提出了铸造智能单元的模块化、工序化智能制造解决方案,已经建设和改造10条以上智能生产单元。

      共享人拼了。刘轶带领团队陆续攻克铸造3D打印材料、工艺、软件、设备等难题,他们在四川投入9台设备组建起一条生产线,这是世界上第一条铸造3D打印产业化应用生产线;又在宁夏银川建成并投产世界首个万吨级铸造3D打印智能工厂,线D打印产业化应用的国内首创和铸造行业“绿色智能”转型。

      2016年2月,李克强总理来宁夏视察,赞扬共享集团从“傻大黑粗”变成了“窈窕淑女”,是新旧动能转换的生动体现。

      “通过这种集成创新,我要把铸造3D打印技术的优势展示出来并推向市场,还要让产业能用得起。它不应该只是架子上的花瓶。”彭凡说,接下来他们要帮别人设计并建造智能工厂,2018年设计、建设的数字化示范工厂累计达10个,目前已建成3座。

      如今的共享集团已是国家首批46家智能制造试点示范企业,承担着“大尺寸高效铸造砂型增材制造设备”等国家重点研发计划重点专项,也是国家智能制造标准化总体组13家企业成员单位之一。

      未来5年,它将以每年20%左右的增长速度力争实现由推进企业发展向引领行业发展转变。“希望在2030年前后,通过共建共享全新的产业生态,支持我国铸造业加速步入国际先进行列。”彭凡说。

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