泡泡瑪特旗下 IP Labubu手辦引發(fā)的消費狂潮持續(xù)升溫,資料顯示,在Labubu的迭代中,已經大量采用3D打?。ㄔ霾闹圃欤┘夹g,大幅縮減了產品迭代成本,這還一度意外帶火了二級市場3D打印及相關耗材上市公司的股價。
事實上,增材制造在工業(yè)界的應用遠不止于打印玩偶手辦。作為創(chuàng)新性的制造工具,增材制造正從打樣工具走向產業(yè)鏈深處,尤其在新能源汽車、醫(yī)療器械、精密電子等產業(yè)鏈中,越來越多的企業(yè)將其納入生產體系,或為此調整產線,或成立新部門。
制造力是一個國家科技水平的底座??萍及l(fā)展的進步方向,制造力的革新始終是根基,而制造業(yè)的轉型升級,也反過來牽引科技能力的釋放。在工業(yè)4.0時代,制造技術的邊界不斷被重塑,在這場深刻而靜默的制造革命中,增材制造各個細分領域也在不斷向“更創(chuàng)新”演化,其中以摩方為代表的國產原創(chuàng)超精密增材制造平臺,以微米級的制造能力和公差控制力,正在解決長期以來難以攻克的微結構制造難題,被全球1900多家工業(yè)企業(yè)引入到實際產線。這不僅僅是企業(yè)技術實力的體現(xiàn),也是3D打印正在逐步向工業(yè)體系滲透的一個側影。
制造業(yè)的進化方向,藏在結構與精度之中
制造方式的更新是每一次科技浪潮的背后不容忽視的關鍵推力之一。蒸汽機、電力系統(tǒng)、數控技術、柔性自動化……制造工具的升級往往決定了一個時代的產品形態(tài)。今天的制造業(yè),不僅追求規(guī)模,還追求精度、復雜度、輕量化與定制化的兼容。這種變化,直接推動了以增材制造為代表的創(chuàng)新性制造工具在工業(yè)領域的不斷滲透。
增材制造的一大意義在于,讓制造業(yè)的進步不再只是更快造出一個東西,而是以更少的資源、更短的研發(fā)周期、更高的精度,制造出原本無法制造的結構。早期3D打印多用于模型打樣與產品原型驗證,近年來,隨著打印速度、材料體系、工藝精度等的不斷提升,它開始在汽車、航空航天、消費電子、醫(yī)療器械等產業(yè)鏈落地,成為生產環(huán)節(jié)的一部分。
圖:連接器企業(yè)將摩方設備打印的器件安裝進工業(yè)電纜原型中
更有越來越多公司直接投資或增設增材制造部門。以比亞迪為例,其較早在內部設立了3D打印部門,主要用于工裝夾具、小批量部件的快速制造;西門子、GE、寶馬等公司通過直接投資、收購或合作增材制造企業(yè),將后者的能力嵌入其研發(fā)、驗證、生產、售后等全鏈條,建立自有能力矩陣;特斯拉在車輛結構件設計中采用一體化壓鑄技術,雖然本質仍為鑄造,但在設計理念與增材制造精神高度契合,即在制造方式上力求集成化、輕量化與高效化。
這些趨勢表明,增材制造技術正逐步從實驗室概念普及、產品打樣走向產業(yè)鏈應用,特別是在工業(yè)制造領域,已由早期的零件快速成型制備,拓展到直接終端制造,實現(xiàn)從“快速原型“向”快速制造“的轉變。
3D打印進入深水區(qū):結構復雜,尺寸精密
從打印整車結構件,到制造微型芯片載體,不同的增材制造技術工藝原理、所用材料、打印精度和應用領域等均有所差異,呈現(xiàn)百花齊放、多種路線并存的狀態(tài)。從整體應用方向看,則有兩大走向:一是打印尺寸越來越大;二是制造精度向微米甚至更精細方向挺進。
特別是在微納制造領域,傳統(tǒng)的光刻、注塑、CNC切削等方式受限于工藝原理,難以實現(xiàn)三維微腔、微通道、曲面嵌套等結構。而這些結構恰恰是精密電子、精密醫(yī)療、微型機器人、通訊制造等零部件中重要的組成部分。
與此同時,國外工業(yè)級3D打印市場多由德、美等企業(yè)主導,設備價格高、交期長、適配難。而中國企業(yè)正通過原始技術突破,從跟跑走向并跑,個別細分領域甚至走到頭部。摩方精密便是高精度增材制造領域代表性企業(yè)之一,憑借創(chuàng)新的面投影微立體光固化(PµSL)技術,以及高標準公差控制力,最先填足了2微米、10微米光學精度的空白,實現(xiàn)相關領域的自主可控,并成功將技術從實驗室推向產業(yè)端應用。
圖:德國客戶用摩方設備制備企業(yè)所需精密零部件
被工業(yè)客戶驗證的精密3D打印實力
不同于科研設備的試驗性部署,能否被大規(guī)模產業(yè)鏈采納,是衡量一項制造技術是否成熟的關鍵。
摩方始終堅持以工業(yè)應用為導向,從成立伊始,就致力于解決高精度制造在實際工業(yè)生產中的落地難題,不僅追求高精度,更強調高性能、高效率、高穩(wěn)定性和跨尺度的實用性。這要求設備擺脫實驗室“氣質“,具備高標準公差控制力,即實際制造出來的零件與設計之間僅允許存在的微小誤差。公差關乎裝配的穩(wěn)定性、使用壽命乃至安全風險,是工業(yè)制造看不見的底線。
摩方的設備從最初問世起,便被一線工業(yè)企業(yè)引入。截至目前,摩方精密的設備與技術已被來自全球40個國家和地區(qū)的約1900多家工業(yè)企業(yè)引入產業(yè)鏈,覆蓋精密醫(yī)療、連接器、新能源、光電通訊、半導體封裝等高精密制造場景??蛻艉w前列的連接器制造商、汽車集團與通信運營商、全球頭部移動通信電子設備制造企業(yè)等。這些企業(yè)及其所在行業(yè)的共同點是,對公差控制、結構精密性、批量穩(wěn)定性有很高要求,同時希望在小型化與復雜結構設計方面獲得突破。
在此類場景中,摩方的設備表現(xiàn)出良好的落地性與迭代能力,既可加快零部件驗證周期,也能降低研發(fā)生產及小批量定制制造成本。
創(chuàng)新“設計-制造”思路,直接制造終端產品
在工業(yè)制造領域,設計和制造能力相輔相成,通常情況是設計能力超前于制造能力,因此很多工業(yè)產品容易止步于設計,造不出來。微納精密3D打印的最大意義,不只是多了一種制造路徑,而是在一些特定領域,從底層改變了產品設計思路和生產邏輯。當這種全新的制造能力出現(xiàn)并融入產業(yè)鏈,將大大提升生產效能,并可能帶來具有很高的技術壁壘和市場壟斷能力的創(chuàng)新性的終端產品。
以齒科為例,傳統(tǒng)牙齒貼面產品厚度通常在0.2~0.5mm,實際操作時需要磨掉患者相應厚度的牙齒,且因為精度不夠高,修復體邊緣貼合度不足,易破碎,容易帶來遠期微滲透和邊緣繼發(fā)齲等問題。摩方利用具備微米級精度的制造能力,生產出厚度可低至100微米以下的極薄牙齒貼面,可以讓患者少磨牙甚至免磨牙就實現(xiàn)牙齒的修復和美白。
為了確保極薄牙齒貼面產品的耐用度、貼合度、一致性,僅僅打印足夠薄并不夠,還要同時滿足打印產品的高強度,以避免手術操作和佩戴過程中的損壞;還要求打印設備具備超高形變控制力,讓產品有極低的形變和精準的細節(jié)還原,以確保牙齒貼面與原生牙齒貼合;原材料開發(fā)上,需要與設備適配,以滿足后續(xù)工藝。此外,還要保證可高效率打印,以確保批量生產的可行性。
摩方精密在高精度制造領域有豐富的經驗積累。為了打印超薄牙齒貼面,其對設備進行升級改良,開發(fā)出專門用于打印超薄牙齒貼面的產品,克服了極薄貼面打印的難題,通過精細化的光投影運動控制技術,令設備可以實現(xiàn)高粘度陶瓷的精細成型與尺寸控制, 使其能夠以微米級精度量產0.08毫米的極薄貼面,厚度甚至可以實現(xiàn)通體0.04毫米。經測試,新型貼面抗彎強度超過天然牙釉質的力學性能。這種設備、材料與工藝的一體化設計,使得牙齒貼面真正從實驗室走向了臨床應用,滿足了定制化醫(yī)療需求,給齒科修復美白領域帶來了革命性的一款產品。
制造業(yè)升級,精密打印正當其時
“新質生產力”概念的提出,要求制造體系具備更強的靈活性、精度能力與響應效率。3D打印的對制造業(yè)轉型升級的戰(zhàn)略意義不言而喻,它具備高科技、高效能、高質量的特征,是能夠帶來更大效益的先進生產力。
未來,隨著技術的不斷迭代進步,3D打印還將不斷拓展更廣的材料體系,更高的批量效率,更強的設計自由度,更深的行業(yè)定制化、以及更完備的上下游產業(yè)配套。摩方精密踐行“設備+材料+工藝+算法+平臺”一體化解決方案,持續(xù)與產業(yè)深度綁定,其應用范圍從微型器械、生物芯片、新能源連接器拓展到齒科等多個高門檻賽道。
作為中國制造原始創(chuàng)新的一環(huán),微納3D打印正逐步為高質量發(fā)展提供新的制造工具,不斷開拓精密工業(yè)制造的可能性,為科技浪潮的突破提供有力支撐。摩方精密的實踐驗證了這一點。從被頂尖科研機構采納,到全球500強企業(yè)將其納入供應鏈,從“設備制造商”轉型為“高精度產品制造方案提供商”,摩方走出的,是一條中國精密制造走向世界的實踐路徑。
隨著材料、多光源系統(tǒng)、AI建模等領域的融合發(fā)展,3D打印將繼續(xù)拓展在產業(yè)端的邊界,也將為我國制造業(yè)邁向智能化、化提供更多可選項。
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